EP4660124A1

EP4660124A1 - Kransystem zum heben von lasten

Info

Publication number: EP4660124A1
Application number: EP25180840.8A
Authority: EP
Inventors: Johannes Karl Eberharter; Rudolf Wörndle
Original assignee: Hans Kuenz GmbH
Current assignee: Hans Kuenz GmbH
Priority date: 2024-06-07
Filing date: 2025-06-04
Publication date: 2025-12-10
Also published as: AT528365A1

Abstract

1. Kransystem (1) zum Heben von Lasten (2), bevorzugt in Form von Sattelaufliegern, wobei das Kransystem (1) ein Hebezeug (3) sowie ein Ansteuergerät zum Ansteuern des Hebezeugs (3) aufweist und wobei das Hebezeug (3) zumindest einen Greifer (4) zum Koppeln des Hebezeugs (3) mit der Last (2) aufweist, wobei zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Greiferkamera (5) am zumindest einen Greifer (4) angeordnet ist und dass das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, auf Basis von mittels der zumindest einen Greiferkamera (5) gewonnenen Bilddaten zumindest ein Geometriemerkmal (6), bevorzugt eine Oberkante (7) und/oder eine Greifkante (8) und/oder eine Greiferplatte (9), der Last zu erfassen, eine Relativposition des zumindest einen Greifers (4) zum zumindest einen Geometriemerkmal (6) zu berechnen und das Hebezeug (3) auf Basis der Relativposition teil- oder vollautomatisiert zum Koppeln mit der Last (2) anzusteuern. (Fig.1)

Description

Die Erfindung betrifft ein Kransystem zum Heben von Lasten, bevorzugt in Form von Sattelaufliegern, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wobei das Kransystem ein Hebezeug sowie ein Ansteuergerät zum Ansteuern des Hebezeugs aufweist und wobei das Hebezeug zumindest einen Greifer zum Koppeln des Hebezeugs mit der Last aufweist, sowie ein Verfahren zum Heben von Lasten und ein Computerprogrammprodukt.
In der Bauindustrie sowie in verschiedenen anderen Branchen wie Logistik, Fertigung und Schiffsbau sind verschiedene Arten von Kransystemen bekannt, die zum Heben von Lasten eingesetzt werden. Kransysteme spielen daher eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Effizienz, Erreichbarkeit, Vielseitigkeit und Skalierbarkeit von Arbeitsprozessen.
Allerdings erfordert die Verwendung herkömmlicher Kransysteme, dass sie kontinuierlich von geschultem Personal gesteuert werden müssen, was eine ständige Aufmerksamkeit während des Betriebs verlangt. Die manuelle Steuerung birgt das Risiko menschlicher Fehler.
Aus dem Stand der Technik gehen unterschiedliche Möglichkeiten hervor, wie das Bedienen eines Kransystems unterstützt werden kann.
Die EP 3750842A1 offenbart erste Ansätze zum gegebenenfalls automatisierten Heben von einfachst zu hebenden Lasten.
So offenbart die EP 2 196 953 A1 , dass die Ecken einer Last durch zwei an containerseitigen Enden eines Containergeschirrs von Kameras erfasst werden.
Die EP 2996 066 A1 beschreibt ein Verfahren zur automatischen optischen Erkennung eines Containers, insbesondere eines Containers in Hafenanlagen, der zum Beladen von Schiffen verwendet wird. Dabei werden die auf dem Container sichtbar angebrachten Containernummern mithilfe einer Kamera erfasst und die gewonnenen Bilddaten gespeichert.
Die WO 2020/156890 A1 offenbart, dass Drohnen häufig für die visuelle Inspektion und Erkennung von Lasten eingesetzt werden, um Echtzeitdaten über den Baufortschritt und/oder den Zustand der Lasten und/oder die Position der Lasten bereitzustellen.
Drohnen haben hinsichtlich der Bilderkennung im Zusammenhang von Kransystem jedoch den Nachteil, dass sie eine begrenzte Auflösung aufweisen und so die Genauigkeit der Bildererkennung beeinträchtigt sein kann. Des Weiteren kann es sein, dass Drohnen Schwierigkeiten dahingehend haben, detaillierte Geometriemerkmale von Lasten zu erfassen. Ebenso ist eine Steuerung der Drohne von einem Bediener notwendig.
Der oben genannte Stand der Technik offenbart Kameras, die an Kransystemen angebracht sind und zweifellos die Fähigkeit haben, genauso wie Drohnen, Lasten von oben zu erkennen. Diese Perspektive ermöglicht es, Objekte zu identifizieren und ihre Position relativ zum Kran zu bestimmen. Doch trotz dieser Fähigkeit stoßen sie an Grenzen, wenn es darum geht, den Hebeprozess detailliert zu erfassen beziehungsweise detaillierte Informationen über die Geometriemerkmale der Last zu bekommen. Aufgrund des begrenzten Sichtfelds kann es dazu führen, dass wichtige Details während des Hebeprozesses fehlen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kransystem eingangs genannter Art und/oder ein Verfahren zum Heben von Lasten und/oder ein Computerprogrammprodukt dahingehend zu verbessern, dass das Heben von Lasten effektiver unterstützt werden kann.
Hierfür schlägt die Erfindung gemäß Anspruch 1 vor, dass zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Greiferkamera am zumindest einen Greifer angeordnet ist und dass das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, auf Basis von mittels der zumindest einen Greiferkamera gewonnenen Bilddaten zumindest ein Geometriemerkmal, bevorzugt eine Oberkante und/oder eine Greifkante und/oder eine Greiferplatte, der Last zu erfassen,
eine Relativposition des zumindest einen Greifers zum zumindest einen Geometriemerkmal zu berechnen und das Hebezeug auf Basis der Relativposition teil- oder vollautomatisiert zum Koppeln mit der Last anzusteuern.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen erwähnt.
Durch die mittels der zumindest einen Greiferkamera gewonnenen Bilddaten wird also ermöglicht, detaillierte Informationen, in anderen Worten, das zumindest eine Geometriemerkmal von Lasten zu erfassen, und so das Heben von Lasten effektiv und zuverlässig unterstützen zu können oder das Heben von Lasten vollautomatisch und/oder teilautomatisch durchzuführen.
Insbesondere wird es ermöglicht, den zumindest einen Greifer so zu positionieren und/oder anzusteuern, dass das Koppeln des zumindest einen Greifers mit der Last teil- oder vollautomatisiert geschehen kann.
Beim Koppeln des zumindest einen Greifers mit der Last kann es sich bevorzugt um ein Untergreifen einer Greifkante der Last durch den zumindest einen Greifer und anschließendes Anlegen des zumindest einen Greifers an die Greifkante und anschließendes Anheben der Last mittels des zumindest einen die Greifkante greifenden Greifers handeln.
Bevorzugt können vier Greifer, besonders bevorzugt genau vier Greifer, vorhanden sein.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass im Zuge der Beschreibung dieser Erfindung die verwendeten Zahlwörter wie ein, zwei, drei und dergleichen, grundsätzlich nur die vorhandene Mindestmenge eines Merkmals des erfindungsgemäßen Kransystems beschreiben. Einzelne Merkmale oder Bestandteile des Kransystems können natürlich auch in größerer Anzahl vorhanden sein. In diesem Sinne ist zum Beispiel das Zahlwort ein im Sinne von mindestens ein usw. zu verstehen.
Das Kransystem kann beispielsweise ein Portalkran sein. Es kann sein, dass das Kransystem auch ein Reachstacker ist.
Unter einer Last können beispielsweise Container und/oder Sattelauflieger verstanden werden. Bei Container handelt es sich allgemein um Behälter, welche z.B. auf an sich bekannten Tiefladern mittels LKW, Zugmaschine, Terminal Traktor und dergleichen oder auf Eisenbahnanhängern aber auch per Schiff transportiert werden können.
Bei der Last handelt es sich, wie erwähnt, bevorzugt um Sattelauflieger, besonders bevorzugt um kranbare Sattelauflieger. Sattelauflieger weisen standardisierte Greiferplatten auf, die im Stand der Technik von Bedienern als Anhaltspunkt für die Positionierung des Hebezeugs verwendet werden. Gemäß der Erfindung können die Greiferplatten für das teil- oder vollautomatisieren des Koppelns des zumindest einen Greifers mit der Last verwendet werden.
Ein kranbarer Sattelauflieger ist speziell dafür konstruiert, mit einem Kran angehoben und verladen zu werden. Er verfügt über Greifpunkte, in unserem Ausführungsbeispiel über das zumindest eine Geometriemerkmal, insbesondere die Greiferplatte, an den Längsträgern oder in Form von speziellen Öffnungen, die den Haken oder Greifer eines Krans sicher aufnehmen können.
Der Rahmen eines solchen Aufliegers ist bevorzugt zusätzlich verstärkt, um die beim Anheben auftretenden Kräfte gleichmäßig zu verteilen und Beschädigungen zu vermeiden.
Im Gegensatz dazu besitzen nicht kranbare Sattelauflieger im Regelfall keine zusätzlichen Strukturen, um die Kranbarkeit zu erreichen oder zu verbessern. Ihr Rahmen und ihre Struktur sind oft weniger robust, da sie nicht für das Heben, sondern nur für den Straßentransport konzipiert sind. Dadurch sind sie leichter, aber auch weniger flexibel im intermodalen Verkehr. Nicht kranbare Sattelauflieger werden in der Regel ausschließlich im Straßentransport eingesetzt und sind nicht für den schnellen Umschlag auf andere Verkehrsträger ausgelegt.
Die Last kann neben Sattelaufliegern beispielsweise ein Wechselaufbau und/oder eine Wanne sein, welche zum Verladen von nicht kranbaren Sattelaufliegern dienen kann.
Bei Sattelaufliegern (oder kurz Auflieger sowie englisch Semitrailer oder nur Trailer genannt) handelt es sich grundsätzlich um Anhänger, die einen Teil ihres Gewichtes auf die Achsen einer Sattelzugmaschine verlagern, mit der sie über eine Sattelplatte und den Königszapfen verbunden werden.
Sie beinhalten meist einen Aufbau, der mit einer Plane bedeckt ist, was aber nicht absolut notwendig ist. Es ist aber ebenso denkbar, dass Sattelauflieger nicht mit einer Plane bedeckt sind, also nach oben hin offen sind.
Das Hebezeug kann den Greifer und/oder die Greiferarme und/oder die Greiferfüße und/oder das Containergeschirr, welches im Betrieb von Umschlagbahnhöfen oder Hafen-Terminals als Hebezeug verwendet wird und mit dem Lasten umgeschlagen werden können, umfassen. Es kann aber weiters möglich sein, dass das Hebezeug ein hydraulisches Hebesystem oder ein magnetisches Hebesystem oder ein Vakuumhebegerät oder ein Kettennetz oder ein Seilnetz aufweist.
Das Ansteuergerät kann das Hebezeug bevorzugt in gesteuerter und/oder geregelter Weise ansteuern.
Das Ansteuergerät ist gemäß der Erfindung dazu ausgebildet, die gewonnenen Bilddaten entgegenzunehmen und darin das zumindest eine Geometriemerkmal zu erfassen, bevorzugt mittels Methoden des maschinellen Lernens.
Das Ansteuergerät kann als physisches Gerät am Ort des Krans ausgebildet sein und/oder als Computerserver, beispielsweise Cloud-Computer, fern vom Kran angeordnet sein, wobei die gewonnenen Bilddaten und die Ansteuerbefehle beispielsweise über eine Internetverbindung vom Kran und zum Kran übertragen werden.
Der Begriff Ansteuergerät beschreibt daher ein breites Spektrum an Ansteuergräten. So kann denkbar sein, dass es sich um einen Computer und/oder Laptop und/oder um ein Embedded-System und/oder um einen Mikrocontroller und/oder Mikroprozessor und/oder eine speicherprogrammierbare Steuerung und/oder einen Industrie PC oder dergleichen handelt.
Das Ansteuergerät kann einen Prozessor und einen Datenspeicher aufweisen.
Das Computerprogrammprodukt gemäß der Erfindung kann bevorzugt auf dem Datenspeicher des Ansteuergeräts hinterlegt sein und/oder auf dem Ansteuergerät ausgeführt werden.
Der Begriff Greiferkamera ist ebenfalls weit aufzufassen. Die Greiferkamera kann am zumindest einen Greifer und/oder am Greiferarm und/oder am zumindest einen Greiferfuß angeordnet sein. In anderen Worten kann es also möglich sein, dass die Greiferkamera an einer beliebigen Position des Greifers angeordnet ist.
Das Ansteuergerät ist dazu ausgebildet, Signale von der zumindest einen Greiferkamera zu empfangen. Die Greiferkamera ist in bevorzugten Ausführungsbeispielen eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Greiferkamera.
Die Verbindung zwischen signalverbundenen Kameras und dem Ansteuergerät kann auf unterschiedliche Arten hergestellt werden und ist je nach spezifischen Anforderungen der Anwendung und den verfügbaren Technologien individualisierbar. Es ist also denkbar, dass es sich um eine kabelgebundene Verbindung und/oder um eine drahtlose Verbindung und/oder um eine Funkverbindung und/oder um eine Netzwerkverbindung und/oder um andere bekannte Verbindungen dieser Art handelt.
Der Begriff gewonnene Bilddaten bezieht sich bevorzugt auf Bilder und/oder Bildinformation und/oder auf eine Abfolge von Bildern, also in anderen Worten auf ein Video und/oder auf einen Film, die mittels der signalverbindbaren oder signalverbundenen Greiferkamera gewonnen werden können. Es kann möglich sein, dass die gewonnenen Bilddaten als Trainingsdaten für unterschiedliche Machine-Learning-Algorithmen, die später näher beschrieben werden, verwendet werden.
Bei den mittels der zumindest einen Greiferkamera gewonnenen Bilddaten kann es sich bevorzugt um einen Videostream handeln, wobei bei mehreren Greiferkameras natürlich mehrere gewonnene Bilddaten, bevorzugt in Form von Videostreams, vorhanden sein können.
Statt Videostreams können, wie erwähnt, prinzipiell auch gewonnene Bilddaten in Form von einzelnen Bildern oder dergleichen verwendet werden.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist das Ansteuergerät dazu ausgebildet, auf Basis von mittels der zumindest einen Greiferkamera gewonnen Bilddaten zumindest ein Geometriemerkmal, bevorzugt eine Oberkante und/oder eine Greifkante und/oder eine Greiferplatte, der Last zu erfassen.
Der Begriff Geometriemerkmale bezieht sich auf charakteristische Eigenschaften eines Objekts, die auf geometrische Formen, Strukturen oder Anordnungen basieren. Diese Geometriemerkmale dienen dazu, Lasten und/oder Muster in einem Bild zu identifizieren und/oder zu beschreiben. Durch die Erfassung des zumindest einen Geometriemerkmals ist denkbar, dass unterschiedliche Algorithmen, auf die im Zuge der Beschreibung eingegangen wird, die gewonnenen Bilddaten analysieren, indem sie das zumindest eine Geometriemerkmal und/oder das zumindest weitere Geometriemerkmal in ihnen identifizieren.
Die Oberkante der Last bezieht sich auf einen oberen Rand einer Last, insbesondere des Sattelaufliegers. Bevorzugt kann es sich um die Oberkanten in Längsrichtung des Sattelaufliegers handeln.
Die Greifkante der Last bezieht sich auf einen unteren Rand einer Last, insbesondere des Sattelaufliegers. In vielen Beispielen ist diese Greifkante konstruktiv speziell für das Greifen durch den zumindest einen Greifer ausgebildet.
Die Greifplatte der Last bezieht sich auf eine Platte beziehungsweise Fläche, die auf der Seitenoberfläche einer Last angeordnet sein kann.
Die Greiferplatte ist in bevorzugten Ausführungsbeispielen eine rechteckige Platte und verläuft mit ihrer untersten Kante bündig und/oder leicht oberhalb der Greifkante in die Greifkante der Last.
Die Greiferplatte unterliegt in bevorzugten Ausführungsbeispielen der Norm DIN EN 284 und/oder weist eine Spektralfarbe, bevorzugt gelb oder rot, auf. Durch eine Spektralfarbe, bevorzugt gelb oder rot, kann ein schnelles Detektieren der Greiferplatt mittels der zumindest einen Greiferkamera ermöglicht werden. Es ist aber ebenso denkbar, dass die Greiferplatte, zur deutlichen Abhebung gegenüber der Last eine dementsprechend unterscheidbare Kontrastfarbe aufweist.
Des Weiteren ist das Ansteuergerät in bevorzugten Ausführungsbeispielen dazu ausgebildet, das Hebezeug auf Basis der Relativposition teil- oder vollautomatisiert zum Koppeln mit der Last anzusteuern.
Betrachtet man eine teilautomatisierte Ansteuerung, so bedeutet das, dass das Ansteuergerät bestimmte Funktionen des Kransystems automatisch steuern kann, während andere Aspekte manueller Kontrolle bedürfen.
Beispielsweise ist es möglich, dass das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, den Hauptträger und/oder die Laufkatze und/oder das Hebezeug automatisch in die gewünschte Position zu bewegen und/oder das Hebezeug die Last automatisch zu heben und/oder vollautomatisch zu senken, basierend auf mittels der zumindest einen Greiferkamera gewonnenen Bilddaten.
Es ist aber denkbar, dass der Bediener die Möglichkeit hat, bestimmte Aspekte weiterhin manuell vornehmen zu können. Beispielsweise kann es möglich sein, dass der Bediener die Geschwindigkeit des Hebezeugs manuell über das Ansteuergerät steuert. Zusammengefasst ist also denkbar, dass das Ansteuergerät über vorprogrammierte Routinen verfügen kann, die es dem Bediener ermöglichen, das Heben und/oder Koppeln von Lasten mit vordefinierten Bewegungsabläufen und/oder Parametern auszuführen.
Betrachtet man eine vollautomatisierte Ansteuerung, so kann es bedeuten, dass das Ansteuergerät zumindest zeitweise alle Funktionen des Hebezeugs automatisch, also ohne manuelle Signale, steuert. Bei einer vollautomatisierten Ansteuerung ist es also möglich, dass ohne manuelle Unterstützung das Heben und/oder Koppeln einer Last durchführbar ist. Um eine vollautomatisierte Ansteuerung dahingehend ermöglichen zu können, dass das Hebezeug vollautomatisiert zum Koppeln mit der Last angesteuert wird, ist es denkbar, verschiedene Algorithmen zu verwenden.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen kann das Kransystem einen Portalkran sein und/oder umfasst in bevorzugten Ausführungsbeispielen einen zumindest in einer ersten Richtung verfahrbaren Hauptträger und/oder zumindest eine an einem zumindest einen Hauptträger entlang einer zweiten Richtung verfahrbar gelagerte Laufkatze, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung bevorzugt orthogonal zueinander ausgerichtet sind.
An zumindest einer Laufkatze kann bevorzugt ein Windenträger befestigt sein und/oder am Windenträger kann ein, mittels Zugmittel und/oder Zahnstangen und/oder Parallelmechanismen mit mehreren, bevorzugt sechs, Freiheitsgraden in vertikaler Richtung verfahrbares, Hebezeug hängen.
Das Zugmittel kann ein Seil und/oder eine Kette und/oder ein anderes Aufhängeelement sein, das dementsprechende Aufgaben erfüllt.
Weiters ist möglich, dass am Windenträger zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Windenträgerkamera angebracht und vertikal nach unten blickend ist und mittels der zumindest einen Windenträgerkamera die Last detektierbar ist.
Die Erfindung kann vorsehen, dass mittels der zumindest einen Windenträgerkamera die Last detektierbar ist.
Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass mehrere der Windenträgerkameras am Windenträger angeordnet sind und so einen Überblick und/oder eine Sicht aus verschiedenen Perspektiven ermöglicht.
Die zumindest eine Windenträgerkamera ist in bevorzugten Ausführungsbeispielen vertikal nach unten blickend ausgerichtet. Es ist aber denkbar, dass die zumindest eine Windenträgerkamera ebenso seitliche Bereiche detektiert.
Es ist durchaus denkbar, dass die zumindest eine Windenträgerkamera eine flexible Konstruktion und/oder eine Anpassung und/oder Verstellung erlaubt, um den Blickwinkel beziehungsweise die Blickwinkel je nach Bedarf zu optimieren.
Der Windenträger kann vier Windenträgerkameras aufweisen, wobei jeweils eine davon Bilddaten aus unterschiedlichen Perspektiven gewinnen kann.
Es ist möglich, dass die zumindest eine Greiferkamera so positioniert ist, dass die Relativposition des zumindest einen Greifers zu dem zumindest einen Geometriemerkmal, bevorzugt zur Oberkante und/oder zur Greifkante und/oder zur Greiferplatte, der Last mittels der zumindest einen Greiferkamera über das Ansteuergerät beobachtbar und/oder detektierbar ist.
In anderen Worten ist also möglich, dass mittels der Greiferkamera der Abstand, zwischen dem zumindest einen Greifer zu dem zumindest einen Geometriemerkmal detektiert wird.
Weiters ist es möglich, dass der zumindest eine Greifer zumindest einen Greiferfuß und/oder eine Greiferschulter und/oder zumindest einen Greiferarm aufweist.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen kann die zumindest eine Greiferkamera am zumindest einen Greiferfuß angeordnet und im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sein.
Mittels der zumindest einen Greiferkamera, die in einer Ausgestaltungsform am zumindest einen Greiferfuß angeordnet sein kann, kann die Relativposition zwischen dem zumindest einen Greifer und dem zumindest einen Geometriemerkmal detektiert werden. Ebenso ist denkbar, dass die Greiferkamera nicht am zumindest einen Greiferfuß angeordnet ist, sondern auch an einer anderen beliebigen Position am zumindest einen Greifer. Die Greiferkamera kann dazu ausgebildet sein, die Last, beziehungsweise bestimmte Teile der Last, aus unterschiedlichen Perspektiven zu detektieren.
Es ist also denkbar, dass die zumindest eine Greiferkamera fix mit dem zumindest einen Greifer und/oder fix mit dem zumindest einen Greiferfuß verbunden ist oder auch jederzeit, vorzugsweise zerstörungsfrei, lösbar ist. Es ist also möglich, dass die zumindest eine Greiferkamera und/oder Windenträgerkamera bei Defekten und/oder anderen Bedürfnissen ausgetauscht werden kann.
Der Begriff Greiferfuß ist ebenso weit aufzufassen. in bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der zumindest eine Greiferfuß ein Greiferelement und Teil des Greifers, der direkt mit der Last in Kontakt kommt und die Last sicher greifen kann.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen befindet sich der zumindest eine Greiferfuß am vom Windenträger abgewandten anderen Ende des zumindest einen Greifers.
Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der zumindest eine Greiferfuß einen Vorsprung (kann auch als Nase bezeichnet werden) im rechten Winkel, besonders bevorzugt horizontal vom Greifer wegweisend, des zumindest einen Greifers aufweisen kann.
Der Vorsprung kann rechteckig oder quadratisch sein und kann eine ebene Oberfläche bilden, um eine stabile Auflagefläche für die Last zu bieten.
Der zumindest eine Greiferfuß kann in einer Ausgestaltungsform so ausgebildet sein, dass der Vorsprung unter die Last positioniert wird und so ein sicheres Halten und/oder Heben ermöglicht.
Es ist also denkbar, dass durch den Vorsprung des zumindest einen Greiferfußes ein sicheres Heben und/oder Halten der Last möglich ist, ohne zusätzliche Befestigungselemente zu benötigen. In einer anderen Ausgestaltungsform ist aber durchaus denkbar, zusätzliche Befestigungselemente zu verwenden.
Es ist denkbar, dass der zumindest eine Greiferfuß, je nach Art des zu handhabenden Materials, in anderen Worten abhängig vom Material der Last, und der spezifischen Anwendung unterschiedliche Formen und/oder Konfigurationen und/oder Materialien aufweist. So kann der zumindest eine zumindest eine Greiferfuß Klauen oder Zangen oder Magnete oder Vakuum-Saugnäpfe aufweisen.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen wird beziehungsweise werden die zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Greiferkamera und/oder die zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Windenträgerkamera zum Erfassen der Last, in anderen Worten zur Objekterkennung, verwendet.
Es ist also denkbar, dass die zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Greiferkamera und/oder die zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Windenträgerkamera für unterschiedliche Aspekte hinsichtlich der Objekterkennung verwendet wird beziehungsweise werden.
Beispielsweise ist eine Verwendung in Rahmen der Bildaufnahme und/oder der Bilderverarbeitungsalgorithmen und/oder der Musterkennung und/oder der Kalibrierung und/oder der Tiefenschätzung und/oder der Überwachung denkbar.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen kann beziehungsweise können die zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Greiferkamera und/oder die zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Windenträgerkamera durch fortschrittlichere Technologien wie beispielsweise künstliche neuronale Netzwerke ergänzt werden. Mittels künstlich neuronaler Netzwerke können genauere Ergebnisse hinsichtlich der Geometriemerkmale geliefert werden.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die zuvor aufgezählten Möglichkeiten für jegliche Kameras und deren gewonnene Bilddaten, die im Rahmen dieser Beschreibung erwähnt beziehungsweise beschrieben werden, eingesetzt werden können.
In einer weiteren Ausgestaltungsform ist es möglich, dass die zumindest eine Greiferkamera an einem oberen Bereich des zumindest einen Greifers angeordnet ist und bevorzugt im Wesentlichen vertikal nach unten ausgerichtet ist.
Es ist denkbar, dass die zumindest eine Greiferkamera, die an einem oberen Bereich des zumindest einen Greifers angeordnet ist, durch die vertikale Ausrichtung, die Relativposition des Greifers zur Last detektiert.
Es kann sein, dass die zumindest eine Windenträgerkamera dazu ausgebildet ist, die gesamte Last als Objekt zu detektieren.
Es kann ebenso sein, dass die zumindest eine Greiferkamera an einem oberen Bereich des zumindest einen Greifers angeordnet ist und so genauere Bilddaten, insbesondere der Geometriemerkmale, gewinnen kann und dem Ansteuergerät bereitstellen kann. Es ist also möglich, dass die zumindest eine Greiferkamera an jeder beliebigen Stelle am zumindest einen Greifer angeordnet ist.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist denkbar, dass der zumindest eine Greifer einen ersten Kontaktsensor aufweist, der dazu ausgebildet ist, bei Anlegen des Hebezeugs an die Last, bevorzugt in lateraler Richtung, zumindest ein erstes charakteristisches Signal an das Ansteuergerät ausgeben kann.
Es ist also denkbar, dass der erste Kontaktsensor am zumindest einen Greiferfuß angeordnet ist. So ist denkbar, dass am ersten Kontaktsensor seitlich ein erster Zapfen positioniert ist. Es ist möglich, dass der erste Zapfen des zumindest ersten Kontaktsensors, bei seitlichem Kontakt mit der Last, insbesondere bei Kontakt mit der Greiferplatte, eingedrückt wird und durch das Eindrücken dem Ansteuergerät ein erstes charakteristisches Signal bereitgestellt wird, dass der zumindest eine Greiferfuß am zumindest einen Geometriemerkmal, insbesondere an der Greiferplatte und/oder Greifkante, angelegt hat.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass der zumindest eine Greifer zumindest einen zweiten Kontaktsensor aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, bei Anlegen des Hebezeugs an die Last, bevorzugt in vertikaler Richtung, zumindest ein zweites charakteristisches Signal an das Ansteuergerät auszugeben.
Es ist denkbar, dass der zumindest zweite Kontaktsensor am zumindest einen Greiferfuß, besonders bevorzugt auf der Oberfläche des Vorsprungs, angeordnet ist.
So ist denkbar, dass am zweiten Kontaktsensor, auf der Oberfläche des Vorsprungs, ein zweiter Zapfen positioniert ist. Es ist möglich, dass der zweite Zapfen des zumindest zweiten Kontaktsensors, bei Kontakt mit der Last, insbesondere bei Kontakt mit der Unterseite der Last, eingedrückt wird und durch das Eindrücken dem Ansteuergerät ein zweites charakteristisches Signal bereitgestellt wird, dass der zumindest eine Greiferfuß an der Unterseite der Last angelegt hat. Das zweite charakteristische Signal kann also so interpretiert werden, dass es das Ansteuergerät darüber informiert, dass der Hebeprozess startbar ist.
Es ist also möglich, dass der zumindest einen Greiferfuß den zumindest ersten und/oder den zumindest zweiten Kontaktsensor aufweist.
Bei der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, in einer ersten Phase das Hebezeug zum Ausrichten zentrisch über der Last anzusteuern, vorzugsweise mittels eines in den gewonnenen Bilddaten der zumindest einen Windenträgerkamera erfassten zumindest einen weiteren Geometriemerkmals, bevorzugt zumindest einen Eckpunkt, der Last.
Unter dem Begriff zentrisch ausgerichtet, kann verstanden werden, dass das Hebezeug so platziert ist, dass es sich über dem geometrischen Mittelpunkt der Last befindet.
Es ist also denkbar, dass die zumindest eine Windenträgerkamera Bilddaten der Last mittels einer Aufnahme in Vogelperspektive, in anderen Worten mittels einer Luftaufnahme, gewinnt. Die Last kann dadurch also als Rechteck abgebildet werden und zeigt somit das zumindest eine weitere Geometriemerkmal, bevorzugt den zumindest einen Eckpunkt, der Last als 2D-Luftaufnahme.
Darüber hinaus kann auch sein, dass die zumindest eine Windenträgerkamera, vorzugsweise aber vier Windenträgerkameras, Bilddaten, vorzugsweise durch eine Luftaufnahme, der Last gewinnt. Um die erste Phase zu beginnen, kann die Erfindung vorsehen, die durch die Windenträgerkamera gewonnen Bilddaten auf das zumindest eine weitere Geometriemerkmal hin, insbesondere den zumindest einen Eckpunkt, zu untersuchen.
Es kann sein, dass die erste Phase von einem Bediener und/oder vollautomatisch gestartet wird, wenn mithilfe der zumindest einen Windenträgerkamera, vorzugsweise mittels vier Windenträgerkameras, zumindest drei der zumindest weiteren Geometriemerkmale, insbesondere des zumindest einen Eckpunkts, der zu hebenden Last detektiert werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Ansteuergerät das Hebezeug zum Koppeln der Last bei Detektion mehrerer Lasten durch die zumindest eine Windenträgerkamera die nächstgelegene Last ansteuert.
Es ist durchaus denkbar, dass das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, in der ersten Phase mittels der zumindest einen Windenträgerkamera gewonnenen Bilddaten einen drehinvarianten Punkt zu bestimmten, wobei Pixelkoordinaten des drehinvarianten Punktes bei Drehungen des Windenträgers im Wesentlichen unverändert bleiben, und bevorzugt das Hebezeug dazu ansteuern, den drehinvarianten Punkt im Wesentlichen koinzident mit einem Mittelpunkt der Last zu positionieren.
Die Bildposition des drehinvarianten Punkts hängt ab von der Höhe des abgebildeten Objekts, falls die Windenträgerkamera nicht genau in der Drehachse der Windenträgerkamera angeordnet ist.
Pixelkoordinaten können bevorzugt Pixelkoordinaten in den Bilddaten der zumindest einen Greiferkamera und/oder der zumindest einen Windenträgerkamera sein.
Unter dem Begriff koinzident kann im zuvor stehenden Zusammenhang verstanden werden, dass der drehinvariante Punkt des Hebezeugs im Wesentlichen mit dem Mittelpunkt der Last übereinstimmt beziehungsweise zusammenfällt.
Bei der vorliegenden Erfindung kann der Begriff Pixelkoordinaten auf die Position des drehinvarianten Punktes in den mittels der zumindest einen Windenträgerkamera gewonnen Bilddaten bezogen sein.
Ein drehinvarianter Punkt kann ein wichtiger Aspekt für verschiedene Bildverarbeitungsanwendungen, wie beispielsweise die Objekterkennung und/oder die Merkmalserkennung sein. Bei der vorliegenden Erfindung kann sich der drehinvariante Punkt auf einen Punkt in den mittels der zumindest einen Windenträgerkamera gewonnenen Bilddaten beziehen, der, bei Rotation der zumindest einen Windenträgerkamera, unverändert bleibt.
Der drehinvariante Punkt kann für die Ansteuerung des Windenträgers besonders vorteilhaft sein, weil der drehinvariante Punkt bei einer (vertikal oder dazu leicht geneigt) nach unten gerichteten zumindest einen Windenträgerkamera jenen Punkt, in welchem die Drehachse der Rotation das abgebildete Objekt schneidet, abbildet.
Um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des drehinvarianten Punktes sicherzustellen, kann vorgesehen sein, die Ansteuerung des Hebezeugs unter Verwendung von Bilddaten der zumindest einen Windenträgerkamera dementsprechend zu kalibrieren.
Eine Möglichkeit zur Kalibrierung der Ansteuerung des Hebezeugs unter Verwendung von Bilddaten der zumindest einen Windenträgerkamera und/oder der zumindest einen Greiferkamera kann die Bewegung des Hebezeugs, insbesondere der Laufkatze, mit dem Windenhaus sein. Hierbei kann vorgesehen sein, dass:

am Kopfträger zumindest ein Marker angeordnet ist und die Laufkatze, insbesondere das Hebezeug, in der Nähe des zu kalibrierenden Bereichs, vorzugsweise oberhalb eines Markers, platziert ist;
das Hebezeug, insbesondere die Laufkatze, in Bewegung gesetzt wird und/oder um einen bestimmten Winkel rotiert wird, wobei während dieser Rotation Bilddaten gewonnen werden;
in den gewonnenen Bilddaten die Marker erfasst werden; und/oder
die in den gewonnenen Bilddaten erfassten Marker verwendet werden, um den Mittelpunkt der Drehung zu bestimmen, wobei für die Bestimmung des Mittelpunkts der Drehung beispielsweise die Reuleaux's Methode und/oder die Least Squares Approximation verwendet werden kann.

Der Marker ist vorzugsweise in der Höhe der Last angeordnet, beispielsweise befindet sich dieser 4 Meter vom Boden beabstandet am Kopfträger.
Alternativ oder zusätzlich kann der Winkel β kalibriert werden, wobei β den Winkel zwischen der zumindest einen Windenträgerkamera und dem Windenhaus ist. Hierfür kann der erwähnte Marker verwendet werden, sofern an diesem eine Winkelausrichtung erkennbar ist, was beispielsweise der Fall ist, wenn der Marker als Rechteck ausgebildet ist.
Alternativ oder zusätzlich kann der Winkel β durch Verfahren der Laufkatze bevorzugt über zumindest 50% besonders bevorzugt zumindest 90% eines Sichtfelds der zumindest einen Windenträgerkamera erfasst und/oder kalibriert werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Hebezeug in der ersten Phase eine erste Rotationsausrichtung aufweist und die Last eine zweite Rotationsausrichtung aufweist. Es ist möglich, dass durch eine Rotationskorrektur die erste Rotationsausrichtung und die zweite Rotationsausrichtung annäherbar ist, vorzugsweise mit dieser überlappt.
Für die Berechnung des Winkels der Last kann zumindest ein Koordinatensystem verwendet werden. Das zumindest eine Koordinatensystem kann als K.L.K.S (Kranfahrwerk Laufkatze Koordinaten System) und/oder als W.H.K.S. (Windenhaus Koordinaten System) und/oder als K.K.S (Kamera Koordinaten System) definiert werden. Es ist denkbar, dass das zumindest eine weitere Geometriemerkmal, insbesondere der zumindest eine Eckpunkt, der Last mit P bezeichnet wird und durch folgende mathematische Beziehung beschrieben wird: $P_{j} = (\begin{matrix} x_{j} \\ y_{j} \end{matrix})$ $γ_{1} = \tan^{- 1} (\frac{y_{1} - y_{2}}{x_{1} - x_{2}})$ $γ_{2} = \tan^{- 1} (\frac{y_{4} - y_{3}}{x_{4} - x_{3}})$ $γ_{3} = \tan^{- 1} (\frac{x_{2} - x_{3}}{y_{2} - y_{3}})$ $γ_{4} = \tan^{- 1} (\frac{x_{1} - x_{4}}{y_{1} - y_{4}})$ ${γ_{j}}^{K . L . K . S .} = γ_{j} + β_{i} + α$
Hierbei bezeichnet:

P_j den Eckpunkt der Last;
x_j und y_j die Koordinaten des zumindest weiteren Geometriemerkmals, insbesondere des Eckpunkts;
der Winkel α den Winkel des Drehwerks;
der Winkel βi den Verdrehwinkel auf Grund von Montagefehlern der Kamera relativ zum W.H.K.S.;
der Winkel γ_j den Winkel des Sattelaufliegers in den gewonnen Bilddaten.;
γ_j ^K.L.K.S der Winkel der Last im Kranfahrwerk Laufkatze Koordinatensystem.

Es kann denkbar sein, dass in einer zweiten Phase das zumindest eine Hebezeug zum gesteuerten oder geregelten Absenken des zumindest einen Greifers angesteuert wird, vorzugsweise unter Verwendung der Relativposition des zumindest einen Greifers zum zumindest einen Geometriemerkmal in Form der Oberkante.
Demnach kann vorgesehen sein, dass in der zweiten Phase eine Feinjustierung des zumindest einen Greifers erfolgt, wobei der Abstand, also die Relativposition, des zumindest einen Greifers zur Oberkante der Last annähernd gleich ist.
Um die Relativposition zwischen dem zumindest einen Greifer zum zumindest einen Geometriemerkmal in Form der Oberkante mittels der zumindest einen Greiferkamera an einem oberen Bereich des zumindest einen Greifers zu detektieren und/oder über das Ansteuergerät zu berechnen, kann vorgesehen sein, dass die Detektion mittels der zumindest einen Greiferkamera über das Ansteuergerät mittels künstlich neuronaler Netzwerke, beispielsweise ein Convolutional Neuronal Network (CNN) (Aggarwal, Charu C. (2018): Neural Networks and Deep Learning: A Textbook; Seite: 40f .), ein Detection Transfomer (DETR) und/oder mittels Kantenerkennungsalgorithmus trainiert wird.
Es kann vorgesehen sein, dass in einer zweiten Phase das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, das Hebezeug entlang einer Richtung quer zur Längsrichtung der Last auszurichten und/oder eine Rotationskorrektur zur Ausrichtung des Hebezeugs relativ zu den Geometriemerkmalen, insbesondere zu den Oberkanten, der Last durchzuführen und/oder eine Ausrichtungskorrektur der Greifer durchzuführen, sodass die Relativpositionen der Greifer, insbesondere der Greiferfüße, zu dem jeweiligen Geometriemerkmal, insbesondere zu den Oberkanten, der Last betragsmäßig im Wesentlichen gleich sind.
Als Alternative kann in der zweiten Phase vorgesehen sein, dass Marker auf der Oberseite der Last in Längsrichtung angebracht werden und das Hebezeug, insbesondere der Greifer, entlang der Längsrichtung der Last ausgerichtet wird.
In anderen Worten kann es bedeuten, dass der Greifer so eingestellt wird, dass er parallel zur Oberkante der Last steht und die Abstände der Greiferfüße zu den Oberkanten annähernd gleich sind, wobei diese Einstellung optional von Machine-Learning-Algorithmen unterstützt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Greifer vier Greiferfüße aufweist, wobei jeder Abstand des jeweiligen Greiferfußes zur Oberkante der Last separat mittels einer Greiferkamera im oberen Bereich detektiert und/oder mittels des Ansteuergeräts berechnet wird.
Weiters kann vorgesehen sein, dass das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, das zumindest eine Geometriemerkmal mittels einem Kantenerkennungsalgorithmus und/oder einem Convolutional Neuronal Network (CNN) und/oder einem Detection Transformer (DETR) zu erfassen.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die zuvor aufgezählten Algorithmen nicht ausschließlich auf eine bestimmte Phase begrenzt anwendbar sein können. In anderen Worten bedeutet es, dass alle der aufgezählten Algorithmen für die zumindest eine Greiferkamera und/oder Windenträgerkamera jeweils in der ersten Phase und/oder in der zweiten Phase und/oder in der dritten Phase und/oder in der vierten Phase anwendbar sein können.
Es ist weiters denkbar, dass die zuvor aufgezählten Algorithmen in der ersten Phase und/oder in der zweiten Phase und/oder in der dritten Phase und/oder in der vierten Phase zeitgleich und/oder separat voneinander angewendet werden.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass in der dritten Phase das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, das Hebezeug zum gesteuerten oder geregelten Ausrichten entlang einer Längsrichtung der Last anzusteuern, bevorzugt unter Verwendung der Relativposition des zumindest einen Greifers zum zumindest einen Geometriemerkmal in Form der Greiferplatte.
Es kann in der dritten Phase das Ansteuergerät also dazu ausgebildet sein, das Hebezeug in Richtung orthogonal zum Untergrund der Last abzusenken und/oder zu positionieren bis das zumindest eine Geometriemerkmal, bevorzugt die Greiferplatte, mittels der zumindest einen Greiferkamera am zumindest einen Greiferfuß detektiert beziehungsweise erfasst wird.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass bei Beendigung der dritten Phase, das Hebezeug, insbesondere der zumindest eine Greiferfuß, parallel beabstandet von der Greiferplatte angeordnet ist.
Es ist möglich, dass in der dritten Phase das Ausrichten entlang einer Längsrichtung der Last des Hebezeugs, insbesondere der Greiferfuß, mittels der zumindest einen Greiferkamera an einem oberen Bereich und/oder der zumindest einen Greiferkamera am zumindest einen Greiferfuß überwacht wird.
Alternativ kann es sein, dass die Relativposition der Greiferplatte, die den Standards der Norm DIN EN 284 entspricht, zum Hebzeug, insbesondere zum Greiferfuß, näherungsweise ermittelt wird.
Weiters kann es möglich sein, dass das Ansteuergerät in einer vierten Phase dazu ausgebildet ist, den zumindest einen Greifer zum gesteuerten oder geregelten Greifen der Last anzusteuern, vorzugsweise unter Verwendung der Relativposition des zumindest einen Greifers, bevorzugt des zumindest einen Greiferfußes, zum zumindest einen Geometriemerkmal in Form der Greifkante und/oder Greiferplatte der Last.
Zu Beginn der vierten Phase kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der zumindest eine Greifer, besonders bevorzugt der zumindest eine Greiferfuß, parallel beabstandet von der Greiferplatte angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist denkbar, dass mittels der zumindest einen Greiferkamera am zumindest einen Greiferfuß das zumindest eine Geometriemerkmal, insbesondere die Greifkante, detektiert wird.
Weiters kann in der vierten Phase vorgesehen sein, dass der zumindest eine Greifer, insbesondere der zumindest eine Greiferfuß, im Wesentlichen in einer Ebene parallel zur Unterseite der Last beziehungsweise mit einer Abweichung von der Parallelität zur Unterseite der Last, von bevorzugt weniger als 10°, besonders bevorzugt weniger als 5° und ganz besonders bevorzugt weniger als 3°, und/oder orthogonal und/oder allenfalls mit einer Abweichung von bevorzugt weniger als 10°, besonders bevorzugt weniger als 5° und ganz besonders bevorzugt weniger als 3°, zum Geometriemerkmal, insbesondere der Greifkante, der Last bewegbar ist.
Es kann auch sein, dass das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, das zumindest eine weitere Geometriemerkmal und/oder das zumindest eine Geometriemerkmal in der ersten Phase mittels zumindest eines ersten Machine-Learning-Algorithmus und/oder in der zweiten Phase mittels zumindest eines zumindest zweiten Machine-Learning-Algorithmus und/oder in der dritten Phase mittels zumindest eines dritten Machine-Learning-Algorithmus und/oder in der vierten Phase mittels zumindest eines vierten Machine-Learning-Algorithmus zu erfassen.
In diesem Zusammenhang ist nochmals zu erwähnen, dass es sich bei dem zumindest einen Geometriemerkmal und dem zumindest einen weiteren Geometriemerkmal um zwei unterschiedliche Geometriemerkmale handeln kann. In bevorzugten Ausführungsbeispielen beschreibt das zumindest eine weitere Geometriemerkmal den zumindest einen Eckpunkt der Last, der in den mittels der zumindest einen Windenträgerkamera gewonnen Bilddaten ersichtlich ist. In bevorzugten Ausführungsbeispielen beschreibt das zumindest eine Geometriemerkmal die Greifkante und/oder die Oberkante und/oder die Greiferplatte der Last.
Es kann ebenso möglich sein, dass zumindest eine erste Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest zweite Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest dritte Machine-Learning-Algorithmus und/oder zumindest vierte Machine-Learning-Algorithmus ein Convolutional Neuronal Network (CNN) und/oder einen Detection Transformer (DETR) beinhaltet, bevorzugt wobei eine Architektur des ersten Machine-Learning-Algorithmus und/oder des zweiten Machine-Learning-Algorithmus und/oder dritten Machine-Learning-Algorithmus und/oder vierten Machine-Learning-Algorithmus gleich ist.
Es ist ebenso denkbar, dass der zumindest erste Machine-Learning-Algorithmus alternativ oder zusätzlich zum Convolutional Neuronal Network (CNN) und/oder zum Detection Transformer (DETR) ein Harris Corner Detection Algorithmus zur Detektion des zumindest weiteren Geometriemerkmals, insbesondere des zumindest einen Eckpunkts, aufweist.
Alternativ zum Convolutional Neuronal Network (CNN) können in der ersten Phase und/oder in der zweiten Phase und/oder in der dritten Phase und/oder in der vierten Phase zur Detektion des zumindest einen (ggf. weiteren) Geometriemerkmals verschiedene Kantendetektionsalgorithmen wie beispielsweise der Sobel-Operator und/oder der Prewitt Operator und dergleichen eingesetzt werden.
In anderen Worten bedeutet es, dass der zumindest eine erste Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest zweite Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest dritte Machine-Learning-Algorithmus und/oder zumindest vierte Machine-Learning-Algorithmus ein überwachter Lernalgorithmus sein kann. Es ist ebenso denkbar, dass es sich um einen unüberwachten Lernalgorithmus handeln kann.
Weiters ist es möglich, dass der zumindest eine erste Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest zweite Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest dritte Machine-Learning-Algorithmus und/oder zumindest vierte Machine-Learning-Algorithmus mittels unterschiedlicher Bilddaten trainiert sind.
Es ist also möglich, dass der zumindest eine erste Machine-Learning-Algorithmus mittels der zumindest einen Windenträgerkamera gewonnenen Bilddaten trainiert wird. Im engeren Sinne ist es also denkbar, dass der erste Machine-Learning-Algorithmus durch kontinuierliches Trainieren das zumindest eine weitere Geometriemerkmal, insbesondere den zumindest einen Eckpunkt, der Last effizienter und genauer erfassen kann. Es ist ebenso denkbar, dass der zumindest erste Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest zweite Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest dritte Machine-Learning-Algorithmus und/oder zumindest vierte Machine-Learning-Algorithmus nicht kontinuierlich trainiert wird, sondern das Training zu einem gewissen Zeitpunkt eingestellt wird. In weiterer Folge kann zusätzlich "nachtrainiert" (englischer Fachausdruck: "Fine-Tuning") werden.
Im engeren Sinn ist es also denkbar, dass der zumindest zweite Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest dritte Machine-Learning-Algorithmus und/oder zumindest vierte Machine-Learning-Algorithmus durch kontinuierliches Trainieren das zumindest eine Geometriemerkmal, insbesondere die Oberkante und/oder Greifkante und/oder Greiferplatte, der Last effizienter und genauer erfassen kann. Es ist ebenso denkbar, dass der zumindest zweite Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest dritte Machine-Learning-Algorithmus und/oder zumindest vierte Machine-Learning-Algorithmus nicht kontinuierlich trainiert werden, sondern bei Erreichen eines vorgegebenen Trainingslevels auf dieses Trainingslevel eingestellt werden.
Im engeren Sinn ist es also denkbar, dass der zumindest erste Machine-Learning-Algorithmus durch kontinuierliches Trainieren das zumindest eine weitere Geometriemerkmal, insbesondere den zumindest einen Eckpunkt, der Last effizienter und genauer erfassen kann. Es ist ebenso denkbar, dass der zumindest erste Machine-Learning-Algorithmus nicht kontinuierlich trainiert werden, sondern bei Erreichen eines vorgegebenen Trainingslevels auf dieses Trainingslevel eingestellt werden.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen kann es sein, dass die erste Phase und/oder die zweite Phase und/oder die dritte Phase und/oder die vierte Phase zeitlich beabstandet sind und/oder zeitlich direkt aneinander anschließen und/oder sich zumindest teilweise temporär überschneiden. In anderen Worten bedeutet es, dass diese am selben Zeitpunkt und/oder auch an unterschiedlichen Zeitpunkten stattfinden können.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist möglich, dass nach Durchlaufen der ersten Phase und/oder der zweiten Phase und/oder der dritten Phase und/oder der vierten Phase, vorzugsweise aller Phasen, ein manuelles Signal, vorzugsweise durch Eingabe eines Bedieners an einem Bedienfeld, dem Ansteuergerät eingebbar ist, wodurch der Hebeprozess durchführbar ist.
In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass das Bedienfeld ein Touchscreen oder Tasten oder Schalter oder Tastaturen oder Joysticks sein kann. Es ist ebenso denkbar, dass mehrere dieser Bedienfelder in bevorzugten Ausführungsbeispielen verwendet werden.
Natürlich ist ebenso denkbar, dass nach Durchlaufen der ersten Phase und/oder der zweiten Phase und/oder der dritten Phase und/oder der vierten Phase, vorzugsweise aller Phasen der Hebeprozess automatisch startet.
Weiters ist möglich, dass das manuelle Signal nach Durchlaufen der vierten Phase eingebbar ist, wenn das zumindest eine und/oder zumindest zweite charakteristische Signal des Kontaktsensors vorliegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass der Bediener eine korrekte Anordnung des zumindest einen Greifers, insbesondere des zumindest einen Greiferfußes, nach Durchlaufen der vierten Phase überprüfen kann
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der zumindest eine Greifer, insbesondere der zumindest eine Greiferfuß, dann korrekt angeordnet, wenn der Greifer, insbesondere der zumindest eine Greiferfuß, während der vierten Phase parallel von der zumindest einen Greiferplatte angeordnet ist und das zumindest erste charakteristische Signal des zumindest einen ersten Kontaktsensors vorliegt.
Der Bediener kann also bei korrekter Anordnung während der vierten Phase das manuelle Signal eingeben, wobei der Greifer, insbesondere der zumindest eine Greiferfuß, dann weiter in vertikale Richtung bewegt wird.
Es ist also möglich, dass der Bediener eine korrekte Anordnung des zumindest einen Greifers, insbesondere des zumindest einen Greiferfußes, während der vierten Phase und/oder nach Durchlaufen der vierten Phase überprüfen kann. Es ist aber ebenso denkbar, dass der Bediener die korrekte Anordnung während und/oder nach der ersten Phase und/oder nach der zweiten Phase und/oder nach der dritten Phase überprüfen kann. Weiters ist es möglich, dass der Bediener während oder nach der ersten Phase und/oder nach der zweiten Phase und/oder nach der dritten Phase und/oder nach der vierten Phase jederzeit die jeweilige Phase neu starten kann und/oder wiederaufnehmen kann.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der zumindest eine Greifer, insbesondere der zumindest eine Greiferfuß, dann korrekt angeordnet, wenn der zumindest eine Greifer, insbesondere der zumindest eine Greiferfuß, nach Durchlaufen der vierten Phase, bevorzugt manuell ausgelöst oder teil- oder vollautomatisch ausgelöst, die Greifkante greifen kann, d.h. beispielsweise unter der Greifkante positioniert ist und besonders bevorzugt, wenn das zumindest zweite charakteristische Signal des zumindest zweiten Kontaktsensors vorliegt.
Neben der Erfindung an sich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Heben von Lasten mittels eines Kransystems inklusive der Schritte zur Erfassung des zumindest einen Geometriemerkmals, bevorzugt eine Oberkante und/oder eine Greifkante und/oder eine Greiferplatte, einer Last auf Basis von mittels zumindest einer Greiferkamera gewonnenen Bilddaten und inklusive der Berechnung einer Relativposition des zumindest einen Greifers zum zumindest einen Geometriemerkmal und inklusive teil- oder vollautomatisiertes Ansteuern des Hebezeugs auf Basis der Relativposition zum Koppeln mit der Last.
Neben der Erfindung an sich betrifft die Erfindung auch die Verwendung von erfindungsgemäßen Kransystemen nach ihrer Verwendung.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch Computer diesen dazu veranlassen, ein Erfassen des zumindest einen Geometriemerkmals, bevorzugt eine Oberkante und/oder eine Greifkante und/oder eine Greiferplatte, einer Last auf Basis von mittels zumindest einer Greiferkamera gewonnenen Bilddaten und ein Berechnen einer Relativposition des zumindest einen Greifers zum zumindest einen Geometriemerkmal und ein teil- oder vollautomatisiertes Ansteuern des Hebezeugs auf Basis der Relativposition zum Koppeln mit der Last, durchzuführen.
Weiters betrifft die vorliegende Erfindung ein transitorisches oder nicht transitorisches computerlesbares Speichermedium auf dem das oben erläuterte Computerprogrammprodukt gespeichert ist.
Neben der Erfindung selbst betrifft die vorliegende Erfindung ebenso ein Verfahren zum Trainieren eines Computerprogrammprodukts, wobei das Computerprogrammprodukt zum Durchführen zumindest zweier Verfahrensphasen, bevorzugt vier Verfahrensphasen, dazu trainiert wird, aus den gewonnenen Bilddaten zumindest zwei verschiedene Geometriemerkmale, bevorzugt vier verschiedene Geometriemerkmale, besonders bevorzugt den zumindest einen Eckpunkt und/oder die Greifkante und/oder die Oberkante und/oder die Greiferplatte, zu erfassen.
Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausgestaltungsformen der Erfindungen werden exemplarisch in der nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1:: eine Darstellung des Kransystems;
Fig. 1a:: eine Darstellung wichtiger Komponenten des Kransystems;
Fig. 2 bis Fig. 3b:: eine Darstellung von Teilen eines Kransystems gem. Fig. 1;
Fig. 4:: eine Darstellung eines Kransystems gem. Fig. 1 mit zumindest einer Windenträgerkamera;
Fig. 5:: gewonnene Bilddaten der zumindest einen Windenträgerkamera gem. Fig. 4;
Fig. 6:: eine Darstellung mehrerer Lasten;
Fig. 7 bis Fig. 10a:: Darstellungen des Arbeitsprozesses eines Kransystems gem. Fig. 1 in einer ersten Phase;
Fig. 11:: Darstellung der Greiferfüße gem. Fig. 3 in einem Arbeitsprozess eines Kransystems gem. Fig. 1
Fig. 12 bis Fig.12b:: Seitenansichten von Lasten mit dem zumindest einen Geometriemerkmal;
Fig. 13 bis Fig. 17c:: Darstellungen von Richtungsvektoren während einer ersten Phase;
Fig. 18:: Darstellung eines Teils des Kransystems gem. Fig. 3
Fig. 19:: Darstellung eines Teils des Kransystems gem. Fig. 2
Fig. 20 bis Fig. 22c:: Darstellungen des Arbeitsprozesses eines Kransystems gem. Fig. 1 in einer zweiten Phase;
Fig. 23 bis Fig. 25c:: Darstellungen des Arbeitsprozesses eines Kransystems gem. Fig. 1 in einer dritten Phase;
Fig. 26 bis Fig. 29c:: Darstellungen des Arbeitsprozesses eines Kransystems gem. Fig. 1 in einer vierten Phase;
Fig. 30:: Darstellung eines Überblickkonzepts eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 1 zeigt das Kransystem 1 zum Heben von Lasten 2, bevorzugt in Form von kranbaren Sattelaufliegern. Weiters ist in Fig. 1 zu sehen, dass das Kransystem 1 ein Portalkran ist. Das Kransystem 1 weist einen verfahrbaren Hauptträger 10 auf. Ebenso zeig Fig. 1, dass der Portalkran den zumindest einen Greifer 4 zum Heben von Lasten 2 aufweist.
In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist es denkbar, dass eine Last 2, zum Beispiel ein Sattelzug und/oder ein Sattelauflieger, auf einem Parkplatz und/oder in einer Trucklane und/oder in einer Transferzone positioniert wird.
Die Last 2 kann ebenso in einem Zugwagon angeordnet sein.
Es ist ebenso denkbar, dass sich die Last 2 mit Hilfe von Bodenmarkierungen und/oder Ampeln und/oder Randsteinen und dergleichen in einem gewünschten Bereich, insbesondere auf einem Parkplatz und/oder in einer Trucklane und/oder in einer Transferzone, mit Abweichungen von +/- 3 Metern positionieren kann.
Es ist erfindungsgemäß also vorgesehen, wie in Figur 1 abgebildet, dass sich der Parkplatz im Arbeitsbereich vom Kransystem 1, insbesondere im Arbeitsbereich vom Hebezeug, befindet. Weiters zeigt Fig. 1, dass der zumindest eine Greifer 4 den zumindest einen Zangenarm 27 aufweist.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die Last eine erkennbare Einheit ist. In anderen Worten bedeutet es, dass die Lasten 2 mittels der zumindest einen mit dem Ansteuergerät signalverbundenen oder signalverbindbaren Greiferkamera 5 und/oder mit mittels der mit dem Ansteuergerät signalverbundenen oder signalverbindbaren Windenträgerkamera 22 erfasst wird.
Es ist denkbar, dass die Last 2 vom Kransystem 1 vollautomatisch und/oder teilautomatisch (beispielsweise in Form eines Assistenzsystems) gehoben werden kann. Bei der Last 2 kann es sich um einen Sattelauflieger und/oder um Wechselaufbauten und/oder um Tankaufbauten und/oder um Wannen, insbesondere für nicht kranbare Sattelauflieger, und/oder um Container handeln.
Um eine richtige Position der Last 2 im Arbeitsbereich des Hebezeugs 3 zu gewährleisten, ist es denkbar, neben der zumindest einen Windenträgerkamera 22 ebenso Personen zur Hilfestellung beziehungsweise sicheren Einweisung der Last 2 einzusetzen.
Fig. 1a zeigt eine detailliertere Darstellung des Hebezeugs 3. Es ist ersichtlich, dass der Greifer 4 entlang einer vertikalen Richtung 28 gehoben und/oder gesenkt werden kann.
Weiters zeigt Fig. 1a, dass die zweite Richtung 29 normal auf der vertikalen Richtung 28 steht. Dargestellt sind die beiden Hauptträger 10 des Kransystems 1 und deren Fahrschienen 32. Die Laufkatze 11 ist auf den Fahrschienen 32 in Richtung entlang einer zweiten Richtung 30 verfahrbar gelagert. An der Laufkatze 11 ist der Windenträger 12 angebracht.
In diesem Ausführungsbeispiel hängt in an sich bekannter Art und Weise mittels eines Zugmittels das Hebezeug 3 im Kransystem 1. Damit Lasten 2 gehoben werden können, weist das Hebezeug 3 in diesem Ausführungsbeispiel Greifer 4 auf, die auch als Zangenarme 27 oder Zangenbalken 33 bezeichnet werden könnten. Um die erste Schwenkachsen 34 kann der Greifer 4 in an sich bekannter Art und Weise auf sich zu und voneinander weg geschwenkt werden, genauer gesagt in lateraler Richtung 31 zur Last 2, um so eine Last 2 zu greifen und auch loslassen zu können. Auch das Verschwenken der Zangenarme 27 um die zweiten Schwenkachsen 35 ist an sich bekannt.
In gewissen Ausführungsbeispielen kann es möglich sein, dass die zumindest eine Greiferkamera 5 in einem unteren Bereich 38 durch zumindest eine Spreaderkamera 45 in einem oberen Bereich 15 ersetzt wird.
Fig. 2 zeigt das Hebezeug 3, insbesondere eine detaillierte Darstellung des Greifers 4 im geschlossenen Zustand. Fig. 2 zeigt ebenso, dass die zumindest eine Greiferkamera 5 an den jeweiligen Greiferfüßen 14 angeordnet ist. Es ist aber ebenso denkbar, dass die zumindest eine Greiferkamera 5 in einem oberen Bereich 15 des Greifers 4 angeordnet sein kann. Fig. 2 zeigt, dass zumindest eine Spreaderkamera 45, vorzugsweise am Zangenbalken 33, angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt, dass der Greiferfuß 14 einen ersten Kontaktsensor 16, bevorzugt entlang der Seitenoberfläche 37 des Greiferfußes 14, aufweist. Es ist denkbar, dass der erste Kontaktsensor 16 beim Anlegen des Greiferfußes 14 an die Last 2, bevorzugt in laterale Richtung 31, betätigt wird und ein erstes charakteristisches Signal an das Ansteuergerät ausgeben kann. Weiters ist ersichtlich, dass der Greiferfuß 14 einen zweiten Kontaktsensor 17 aufweist und es ist denkbar, dass dieser beim Anheben der Last 2 durch das Hebezeug 3, bevorzugt in vertikaler Richtung 31, ein zweites charakteristisches Signal an das Ansteuergerät ausgeben kann.
Fig. 2a zeigt das Hebezeug 3, insbesondere eine detaillierte Darstellung des Greifers 4 im geöffneten Zustand. Im geöffneten Zustand ist denkbar, dass der Greifer 4 die Last 2 ergreift.
Der Vollständigkeit wird darauf hingewiesen, dass es auch möglich ist, dass der zumindest eine Greifer 4 mehr als zwei Greiferfüße 14, vorzugsweise vier, aufweist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine Greiferkamera 5 am jeweiligen Greiferfuß 14 und/oder an einem oberen Bereich 15 des Greifers 4 und/oder entlang der Zangenarme 27 angeordnet.
Fig. 3 zeigt eine detaillierte Ansicht des Greiferfußes 14. Es ist gezeigt, dass eine Greiferkamera 5 direkt am Greiferfuß 14 horizontal ausgerichtet ist und einen ersten optischen Auffassungsbereich 36 auffasst und eine Greiferkamera 5 entlang der Zangenarme 27 vertikal nach unten blickend ausgerichtet ist. Der Greiferfuß 14 ist in laterale Richtung 31 hin- und her schwenkbar.
Fig. 3a zeigt eine Detailansicht des Greiferfußes 14. Es ist der erste Kontaktsensor 16 und der zweite Kontaktsensor 17 ersichtlich. Der erste Kontaktsensor 16 ist entlang einer Seitenoberfläche 37 des Greiferfußes 14 angeordnet und kann in bevorzugten Ausführungsbeispielen dazu ausgebildet sein, bei Anlegen des Hebezeugs 3 an die Last 2, bevorzugt in lateraler Richtung 31 ein erstes charakteristisches Signal an das Ansteuergerät auszugeben. Der erste Kontaktsensor 16 wird bei Anlegen des Hebezeugs 3, genauer gesagt des Greiferfußes 14, gedrückt.
Fig. 3a zeigt ebenso den zweiten Kontaktsensor 17. Der zweite Kontaktsensor 17 ist an einem Vorsprung 21 angeordnet. Der Vorsprung 21 weist, an dem der Seitenoberfläche 37 entgegengesetzten Ende, eine Wand 39 auf. Es kann denkbar sein, dass der Greiferfuß 14 die Last 2 über ihre Greifkante 8 mit einem Leerraum 40, der sich besonders bevorzugt zwischen der Innenseite 41 der Wand 39 und der Seitenoberfläche 37 befindet, aufnehmen und somit heben kann. Der zweite Kontaktsensor 17 ist in Fig. 3 als zylinderförmiger Knopf ausgebildet. Es ist aber ebenso denkbar, dass sich der Knopf über die gesamte Auflage 44 erstreckt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass die Greiferkamera zentral entlang des Zangenarms des Greifers angeordnet ist.
Fig. 3b stellt eine Seitenansicht des Greiferfußes 14 dar. Hier ist der Vorsprung 21 zu sehen. Ebenso ist der Leerraum 40, welcher zwischen der Seitenoberfläche des Greiferfußes 14 und der Innenseite 41 der Wand 39 angeordnet ist, gezeigt. Mit dem Leerraum 40 kann die Greifkante 8 der Last 2 aufgenommen werden und so die Last 2 gehoben werden.
Die Anordnung der Greiferkamera 5 in den Fig. 3 bis Fig. 3b ist auf keine der Seiten des Greiferfußes 14 beschränkt. Es ist also möglich, dass die Greiferkamera 5 an der Vorderseite 43, wie in Fig. 3 gezeigt, angeordnet ist oder an der Hinterseite, welche der Vorderseite 43 gegenüber liegt, angeordnet ist.
Fig. 4 zeigt das Kransystem 1 mit dem Windenträger 12 und der am Windenträger 12 angeordneten Laufkatze 11, die das Hebezeug 3 aufweist. In Fig. 4 ist ebenso nochmals gezeigt, dass die Last 2 unter dem Hebezeug 3, insbesondere unter dem Greifer 4, positioniert ist.
Weiters ist in Fig. 4 denkbar, dass die zumindest eine Windenträgerkamera 22 die Last 2 detektiert. Es ist also denkbar, dass die mittels der zumindest einen Windenträgerkamera 22 gewonnenen Bilddaten dem Ansteuergerät bereitgestellt werden.
Die zumindest eine Windenträgerkamera 22 weist einen zweiten optischen Auffassungsbereich 51 auf. Der zweite optische Auffassungsbereich 51 kann einen größeren Bereich, als in Fig. 4 dargestellt, aufweisen. So ist denkbar, dass neben des zumindest einen Geometriemerkmals 6, insbesondere die Oberkante 7, der Last 2 auch die gesamte Last 2 und/oder Teile der Last 2 und/oder das zumindest weitere Geometriemerkmal 18, insbesondere der zumindest eine Eckpunkt 19, der Last 2 im zweiten optischen Auffassungsbereich 51 erfasst wird.
Fig. 4 zeigt ebenso das zumindest eine Geometriemerkmal 6, insbesondere die Oberkante 7 und/oder die Greifkante 8 und die Greiferplatte 9, der Last 2. Ebenso ist erkennbar, dass das Hebezeug 3 im Wesentlichen zentrisch über der Last 2 angeordnet ist.
Das Hebezeug 3 weist eine erste Rotationsausrichtung auf und die Last 2 weist eine zweite Rotationsausrichtung auf. In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der Greifer 4 mit seinen Zangenarmen 27, vorzugsweise vier Zangenarmen 27, die Last 2 zeitgleich berührt. Es ist aber ebenso denkbar, dass die Zangenarme 27, insbesondere vier Zangenarme 27, des Greifers 4 die Last 2 zeitlich beabstandet, also nach der Reihe, beispielsweise paarweise, berühren können.
Fig. 5 bis Fig. 5c offenbaren unterschiedliche Perspektiven, nämlich vier, mittels der zumindest einen Windenträgerkamera 22 gewonnenen Bilddaten. In anderen Worten zeigt jedes Einzelbild jeweils gewonnene Bilddaten, die mittels zumindest einer Windenträgerkamera 22 gewonnen werden.
In Fig. 5 bis Fig. 5c ist das zumindest eine Geometriemerkmal 6, insbesondere die Oberkante 7, der Last 2 und oder das zumindest weitere Geometriemerkmal 6, insbesondere der zumindest eine Eckpunkt 19, der Last 2 erkennbar.
Fig. 6 bis Fig. 6c zeigen jeweils mehrere Lasten 2. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass mehrere Lasten 2 mittels der zumindest einen Windenträgerkamera 22 detektiert werden. So ist denkbar, dass die nächstgelegene Last 2 erkannt wird, um diese mit dem Kransystem 1 zu heben.
Es ist ebenso denkbar, dass die in den mittels der zumindest einen Windenträgerkamera 22, vorzugsweise in vier Windenträgerkameras 22, gewonnenen Bilddaten das zumindest weitere Geometriemerkmal 18, insbesondere der zumindest eine Eckpunkt 19, der Last 2 jeweils darstellen und in jedem der gewonnen Bilddaten der zumindest eine Eckpunkt 19 als korrespondierender Eckpunkt 19 dargestellt wird beziehungsweise gefunden wird und diese korrespondierenden Eckpunkte 19 anschließend mittels eines Clustering Algorithmus zusammengefasst werden.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen jeweils das Kransystem 1 von oben mit Zoom zum verdrehten Windenhaus. Die Last 2 ist im Windenhaus Koordinatensystem (W.H.K.S.) abgebildet, wobei die x-Achse die Fahrtrichtung des Kransystems 1 darstellt und die y-Achse die Fahrrichtung der Laufkatze 11. Es werden die unterschiedlichen Abstände von der Laufkatze 11 zu den jeweiligen Eckpunkten 19 (P1-P4) der Last 2 graphisch dargestellt.
Fig. 9 zeigt, dass die mittels der Windenträgerkamera 22 gewonnenen Bilddaten mittels eines Machine-Learning-Algorithmus und/oder mittels mehrerer Machine-Learning-Algorithmen analysiert werden. Mittels Pixelvektoren, die als r_ML_i^cs bezeichnet werden, und einem drehinvarianten Punkt, der als r_CP_i^cs bezeichnet wird, wird eine Gleichung A aufgestellt, um den jeweiligen Richtungsvektor 46,47,48,49, also den Weg in Pixeln, den das Kransystem 1 zurücklegen muss, zu erhalten.
Im bevorzugten Ausführungsbeispielwird, um den jeweiligen Richtungsvektor 46,47,48,49, zu erhalten, der jeweilige Vektor des drehinvarianten Punktes (r_CP_i^cs) vom jeweiligen Pixelvektor (r_ML_i^cs) subtrahiert. Die Gleichung lautet im bevorzugten Ausführungsbeispiel wie in Fig. 9, Kästchen A abgebildet.
Der jeweilige Richtungsvektor (r_rel_i ^CS) 46,47,48,49 wird nach anschließender Transformation in einem Koordinatensystem als Vektor dargestellt.
Fig. 10 zeigt die jeweiligen Richtungsvektoren 46,47,48,49, insbesondere einen ersten Richtungsvektor 46 und einen zweiten Richtungsvektor 47 und einen dritten Richtungsvektor 48 und einen vierten Richtungsvektor 49. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier unterschiedliche Richtungsvektoren 46,47,48,49 gezeigt, weil vier Windenträgerkameras 22 unterschiedliche Bilddaten gewonnen haben.
Fig. 10a zeigt die vier Richtungsvektoren 46,47,48,49 und einen Mittelwert. Die vier Richtungsvektoren 46,47,48,49 sind im K.L.K.S Koordinatensystem dargestellt. Aus den vier Richtungsvektoren 46,47,48,49 wird ein Mittelwert berechnet, der in Fig. 10a als Mittelwert Richtungsvektor 50 zu sehen ist.
Es kann im bevorzugten Ausführungsbeispiel also sein, dass der Mittelwert Richtungsvektor 50, den Weg in Pixeln angibt, der zurückgelegt werden muss, um die Last 2 zu ergreifen beziehungsweise um das Hebezeug 3, insbesondere den zumindest einen Greifer 4, über der Last 2 zu positionieren.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass sich die Anwendung eines ersten Machine-Learning-Algorithmus und/oder eines zweiten Machine-Learning-Algorithmus und/oder eines dritten Machine-Learning-Algorithmus und/oder eines vierten Machine-Learning-Algorithmus auf keine der Phasen, vorzugsweise auf keine der vier Phasen, beschränkt. Es ist somit denkbar, dass alle Machine-Learning-Algorithmen auf alle der Phasen, vorzugsweise auf alle vier Phase, individuell anwendbar sein können. Es ist also ebenso ein Kombinieren mehrerer der Algorithmen denkbar.
Fig. 11 bis Fig. 11c zeigt unterschiedliche Perspektiven, vorzugsweise vier, mittels der Greiferkamera 5 in einem unteren Bereich 38. Weiters ist ersichtlich, dass die jeweiligen Greiferfüße 14 in Kontakt mit der Last 2 stehen beziehungsweise diese berühren.
Fig. 12 zeigt eine Seitenansicht der Last 2, hier die Seitenansicht eines Sattelaufliegers. Es ist aber ebenso denkbar, dass es sich hierbei um einen Container und dergleichen handeln kann. Fig. 14 zeigt ebenso das zumindest eine Geometriemerkmal 6, insbesondere die Oberkante 7 und/oder die Greiferplatte 9 und/oder die Greifkante 8, der Last 2.
Fig. 12a zeigt ein weiteres Beispiel einer Last 2 in Form einer Wanne für nicht kranbare Sattelauflieger. Fig. 12b zeigt ein weiteres Beispiel einer Last 2 in Form eines Wechselaufbaus (WAB).
Fig. 13 bis Fig. 13c zeigen jeweils den ersten Richtungsvektor 46 und den zweiten Richtungsvektor 47 und den dritten Richtungsvektor 48 und den vierten Richtungsvektor 49, welche mit kontinuierlicher Annäherung an die zentrische Position über der Last 2 immer kleiner werden.
In den Fig. 13 bis Fig. 13c ist zu sehen, dass der erste Richtungsvektor 46 und der zweite Richtungsvektor 47 und der dritte Richtungsvektor 48 und der vierte Richtungsvektor 49 verglichen zu den jeweiligen Richtungsvektoren vor der kontinuierlichen Annäherung an die zentrische Position der Last 2 welche in den Fig. 14 bis 14cd beziehungsweise Fig. 15 bis Fig. 17c am größten ist.
In den Fig. 15 bis 17c ist der erste Richtungsvektor 46 und der zweite Richtungsvektor 47 und der dritte Richtungsvektor 48 und der vierte Richtungsvektor 49 als Punkt dargestellt, weil die Zielposition im Wesentlichen erreicht ist.
In anderen Worten zeigtFig. 17 bis Fig. 17c, dass das Hebezeug 3 am Ende eine zentrische Position über der Last 2 aufweist und die jeweiligen Richtungsvektoren 46,47,48,49 betragsmäßig kleiner als eine akzeptable Positionsabweichung sind.
Fig. 16 bis Fig. 16c zeigen eine vereinfachte Darstellung der Ausrichtung der Last 2 relativ zum Windenhaus.
In Fig. 16 bis Fig. 16c ist die Position der Last 2 zu Beginn der Ausrichtung des Hebezeugs 3 dargestellt.
Fig. 17 bis Fig 17c zeigen die Darstellung nach der Rotationsausrichtung des Hebezeugs 3.
Fig. 18 zeigt eine Detailansicht des zumindest einen Greiferfußes 14. Insbesondere ist ersichtlich, dass die zumindest eine Greiferkamera 5 am zumindest einen Greiferfuß 14 angeordnet ist und dass diese das zumindest eine Geometriemerkmal 6, insbesondere die Greiferplatte 9, der Last 2 detektiert und dem Ansteuergerät die gewonnen Bilddaten bereitstellt.
Fig. 18 zeigt ebenso, dass die Greiferplatte 9 im ersten optischen Auffassungsbereich 36 der in Fig. 18 dargestellten Greiferkamera 5 angeordnet ist.
Fig. 19 zeigt eine vollständige Ansicht des zumindest einen Greifers 4 mit der Last 2. Es ist hier ebenso ersichtlich, dass die zumindest eine Spreaderkamera 45 in einem oberen Bereich 15 angeordnet ist und/oder die zumindest eine Greiferkamera 5 in einem unteren Bereich 38 und/oder am zumindest einen Greiferfuß 14 angeordnet sein kann.
In Fig. 19 wird veranschaulicht, in welchem Bereich der Last 2 die zumindest eine Greiferkamera 5, welche am zumindest einen Greiferfuß 14 angeordnet ist das zumindest eine Geometriemerkmal 6, insbesondere die Greiferplatte 9 und/oder Greiferkante 8, der Last 2 detektiert.
In Fig. 19 ist zu sehen, dass die zumindest eine Greiferkamera 5 am Greiferfuß 14 einen ersten optischen Auffassungsbereich 36 aufweist, welcher horizontal, zur Last 2 ausgerichtet ist.
Weiters zeigt Fig. 19, dass die zumindest eine Greiferkamera 5 auch einen dritten optischen Auffassungsbereich 52 aufweist, der vertikal nach unten blickend ausgereicht ist.
Fig. 20 zeigt die Relativposition, in anderen Worten den Abstand 25, des zumindest einen Greiferfußes 14 zum zumindest einen Geometriemerkmal 6, insbesondere der Oberkante 7, der Last 2.
In besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen sind vier dieser Greiferfüße 14 vorhanden und der Abstand 25 zwischen dem zumindest einen Greiferfuß 14 und des zumindest einen Geometriemerkmals 6, insbesondere der Oberkante 7, der Last 2 bei allen Greiferfüßen 14 annähernd gleich.
Fig. 21 bis Fig. 21c zeigt, dass zu Beginn der zweiten Phase die Abstände 25 der Greifer 4, insbesondere der Greiferfüße 14, zu dem jeweiligen zumindest einen Geometriemerkmal 6, insbesondere zu den Oberkanten 7, der Last 2 nicht gleich sind.
Damit die Abstände 25 dahingehend geändert werden, dass sie betragsmäßig gleich sind, kann vorgesehen sein, das Hebezeug 3 entlang einer Richtung quer zur Längsrichtung 24 der Last 2 auszurichten und/oder eine Rotationskorrektur zur Ausrichtung des Hebezeugs 3 relativ zu den Geometriekmerkmalen 6, insbesondere zu den Oberkanten 7, der Last 2 durchzuführen.
Fig. 22 bis Fig. 22c zeigen die Abstände 25 der Greifer 4, insbesondere die Greiferfüße 14, zu den jeweiligen Geometriekmerkmalen 6, insbesondere zu den Oberkanten 7 nach der Korrektur des Hebezeugs 3 entlang einer Längsrichtung 24 der Last 2 und/oder nach einer Rotationskorrektur um eine im Wesentlichen vertikale Achse zur Ausrichtung des Hebezeugs 3 relativ.
Es ist in Fig. 22 bis Fig. 22c ersichtlich, dass die Abstände 25 nach der Korrektur, die während der zweiten Phase stattfinden kann, betragsmäßig gleich sind.
Fig. 22 bis Fig. 22c zeigen die Abstände 25 des Greifers 4, insbesondere des Greiferfußes 14, zum jeweiligen Geometriemerkmal 6 in Form der Greiferplatte 9.
Für den Fall, dass die Greiferplatte 9 von der Greiferkamera 5 nicht automatisch erfasst wird, ist es denkbar, dass das Hebezeug 3 so lange entlang der Längsrichtung 24 der Last 2 und/oder entlang der vertikalen Richtung 28 bewegt werden kann, bis die Greiferplatte 9 von der zumindest einen Greiferkamera 5 erfasst beziehungsweise detektiert wird.
Eine weitere Möglichkeit zur Erkennung der Greiferplatte 9, sofern diese nicht vollautomatisch mittels der zumindest einen Greiferkamera 5 erkannt wird, kann mittels einer näherungsweisen Ermittlung sein, genauer gesagt durch eine näherungsweise Ermittlung, wo sich die Greiferplatte 9 befinden könnte.
Eine näherungsweise Ermittlung könnte deshalb erfolgen, weil die Größe beziehungsweise Fläche der Greiferplatte 9 auf Grund der standarisierten Norm DIN EN 284 bekannt ist. 6,8 ierbei ist es aber denkbar, dass es sich lediglich um eine näherungsweise Ermittlung handelt. Die näherungsweise Ermittlung könnte durch einen mittels der zumindest einen Greiferkamera 5 gewonnenen Bilddaten erstellten 3D-Vektor durchgeführt werden.
Fig. 27 bis Fig. 27c zeigen die Greiferplatte 9 aus der Perspektive von der an den Greiferfüßen 14 angeordnete Greiferkamera 5. Die Greiferplatte 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel in gelber Farbe dargestellt. Es ist aber ebenso denkbar, dass diese rote oder eine andere Spektralfarbe aufweisen kann.
Fig. 24 bis Fig. 24c zeigen die Anordnung des Greifers 4, insbesondere der Greiferfüße 14, zu den Geometriemerkmalen 6, insbesondere zu den Greiferplatten 9, zu Beginn der dritten Phase.
Es ist in Fig. 24 bis Fig. 24c zu sehen, dass der jeweilige Greiferfuß 14 nicht zentrisch gegenüber der jeweiligen Greiferplatte 9 angeordnet ist. Durch eine Feinpositionierung entlang der Längsrichtung 24 der Last 2 können die Greiferfüße 14 entlang der Längsrichtung 24 ausgerichtet werden.
Fig. 25 bis Fig. 25c zeigen die Anordnung der Greiferfüße 14 nach der Feinpositionierung. Aus den Fig. 25 bis Fig. 25c geht hervor, dass die Greiferfüße 14 nach Abschluss der dritten Phase entlang der Längsrichtung 24 an den jeweiligen Greiferplatten 9 ausgerichtet sind.
Es kann ebenso denkbar sein, dass während aller Phasen bei Bedarf Korrekturen, insbesondere Korrekturen von Winkelfehlern und/oder Ausrichtungsfehlern quer zur Längsrichtung 24, der Position des Greifers 4 nochmal durchgeführt werden.
Fig. 26 bis Fig. 26c zeigen jeweils das zumindest eine Geometriemerkmal 6, insbesondere die Greifkante 8, der Last.
Fig. 27 bis Fig. 27c zeigen die mittels der zumindest einen Greiferkamera 5, vorzugsweise vier, gewonnenen Bilddaten in der vierten Phase. Genauer gesagt, sind in Fig. 27 bis Fig. 27c die Geometriemerkmale 6, insbesondere die jeweiligen Greifkanten 8, der Last 2 zu sehen. In Fig. 27 bis Fig. 27c sind die Greiferfüße 14 parallel und/oder zentrisch gegenüber der Greifplatten 9 angeordnet.
Es ist nicht erforderlich, dass die zumindest eine Greiferkamera 5 so angeordnet ist, dass die Greiferplatte 9 vollständig abgebildet wird. Im Rahmen der vorliegenden hocheffektiven Methoden reicht regelmäßig auch eine teilweise Abbildung der Greiferplatten 9 für eine korrekte Ansteuerung des Hebezeugs 3.
Fig. 28 bis Fig. 28c zeigt die Greifplatte 9 zu Beginn der vierten Phase. Zu Beginn der vierten Phase wird noch nicht die gesamte Greifplatte 9 von der Greiferkamera 5 erfasst.
Zu erwähnen ist, dass es sich hierbei um eine idealisierte Darstellung handelt. Winkelabweichungen können sich aus einer Beladung der Last 2 oder einer geneigten Ausrichtung der Greiferkamera 5 ergeben.
Generell gilt, dass Kameras im Allgemeinen natürlich keine perfekten Abbildungen schaffen, sondern optische Verzerrungen zumindest im geringen Ausmaß praktisch immer vorhanden sind.
Fig. 29 bis Fig. 29c zeigen, dass es möglich ist, bei weiterem Absenken des Greifers 4 in vertikale Richtung 31 das Geometriemerkmal 6, insbesondere die Geifkante 8, der Last 2 mittels der zumindest einen Greiferkamera 5 erfasst wird.
Fig. 29 bis Fig. 29c zeigen, dass der Greiferfuß 14 gegenüber von der Greifplatte 9 angeordnet ist. Nachdem alle, vorzugsweise vier, Phasen abgeschlossen sind, ist denkbar, dass ein manuelles Signal, vorzugsweise durch Eingabe eines Bedieners an einem Bedienfeld, dem Ansteuergerät eingebbar ist und der Hebeprozess gestartet wird.
Generell gilt, dass bei Ausführungsformen, wobei die Erfindung als Assistenzsystem implementiert ist, das Greifen der Last 2 von einem Bediener per Knopfdruck ausgelöst werden kann, während das bei vollautomatisierten Implementierungen ohne Zutun des Bedieners geschehen kann.
Fig. 30 zeigt ein Überblickkonzept eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Zu erwähnen ist, dass mittels der erfassten Parameter in den verschiedenen Phasen Regelungen ("Closed-Loop-Control") der Ansteuerung des Hebezeugs 3 durchgeführt werden können. Das heißt, die erfassten Parameter können als Rückkopplung für Regelungen verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann auch wie folgt beschrieben werden:

1. Kransystem (1) zum Heben von Lasten (2), bevorzugt in Form von Sattelaufliegern, wobei das Kransystem (1) ein Hebezeug (3) sowie ein Ansteuergerät zum Ansteuern des Hebezeugs (3) aufweist und wobei das Hebezeug (3) zumindest einen Greifer (4) zum Koppeln des Hebezeugs (3) mit der Last (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Greiferkamera (5) am zumindest einen Greifer (4) angeordnet ist und dass das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist,
- auf Basis von mittels der zumindest einen Greiferkamera (5) gewonnenen Bilddaten zumindest ein Geometriemerkmal (6), bevorzugt eine Oberkante (7) und/oder eine Greifkante (8) und/oder eine Greiferplatte (9), der Last zu erfassen,
- eine Relativposition des zumindest einen Greifers (4) zum zumindest einen Geometriemerkmal (6) zu berechnen und
- das Hebezeug (3) auf Basis der Relativposition teil- oder vollautomatisiert zum Koppeln mit der Last (2) anzusteuern.
2. Kransystem (1) nach Satz 1, wobei das Kransystem (1) einen Portalkran aufweist, vorzugsweise umfassend:
- zumindest einen entlang einer ersten Richtung (29) verfahrbaren Hauptträger (10);
- zumindest eine an einem zumindest einen Hauptträger (10) entlang einer zweiten Richtung (30) verfahrbar gelagerte Laufkatze (11) aufweist, wobei besonders bevorzugt die erste Richtung (29) und die zweite Richtung (30) orthogonal zueinander ausgerichtet sind; und/oder
- an zumindest einer Laufkatze (11) ein Windenträger (12), insbesondere drehbar, befestigt ist und am Windenträger (12) ein, mittels Zugmittel (13) in vertikaler Richtung (28) verfahrbares, Hebezeugs (3) hängt.
3. Kransystem (1) nach Satz 2, wobei am Windenträger (12) zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Windenträgerkamera (22) angebracht und vertikal nach unten blickend ausgerichtet ist und mittels der zumindest einen Windenträgerkamera (22) die Last (2) detektierbar ist.
4. Kransystem (1) nach wenigstens einem der vorangehenden Sätze, wobei die zumindest eine Greiferkamera (5) dermaßen positioniert ist, dass die Relativposition des zumindest einen Greifers (4) zu dem zumindest einen Geometriemerkmal (6), bevorzugt zur Oberkante (7) und/oder zur Greifkante (8) und/oder zur Greiferplatte (9), der Last (2) mittels der zumindest einen Greiferkamera (5) über das Ansteuergerät beobachtbar und/oder detektierbar ist.
5. Kransystem nach Satz 4, wobei der zumindest eine Greifer (4) zumindest einen Greiferfuß (14) aufweist und bevorzugt die zumindest eine Greiferkamera (5) am zumindest einen Greiferfuß (14) angeordnet ist und besonders bevorzugt im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.
6. Kransystem nach einem der vorhergehenden Sätze, wobei die zumindest eine Greiferkamera (5) an einem oberen Bereich (15), besonders bevorzugt entlang des Zangenbalkens (33),des zumindest einen Greifers (4) angeordnet ist und bevorzugt im Wesentlichen vertikal nach unten ausgerichtet ist.
7. Kransystem (1) nach wenigstens einem der vorangehenden Sätze, wobei der zumindest eine Greifer (4) zumindest einen ersten Kontaktsensor (16) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, bei Anlegen des Hebezeugs (3) an die Last (2), bevorzugt in lateraler Richtung (31), zumindest ein erstes charakteristisches Signal an das Ansteuergerät auszugeben.
8. Kransystem (1) nach wenigstens einem der vorangehenden Sätze, wobei der zumindest eine Greifer (4) zumindest einen zweiten Kontaktsensor (17) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, bei Anlegen des Hebezeugs (3) an die Last (2), bevorzugt in vertikaler Richtung (28), zumindest ein zweites charakteristisches Signal an das Ansteuergerät auszugeben.
9. Kransystem (1) zumindest nach Satz 5 und Sätze 7 und/oder 8, wobei der zumindest eine Greiferfuß (14) den zumindest ersten Kontaktsensor (17) und/oder den zumindest zweiten Kontaktsensor (16) aufweist.
10. Kransystem (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Sätze, wobei das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, in einer ersten Phase das Hebezeug (3) zum Ausrichten zentrisch über der Last (2) anzusteuern, vorzugsweise mittels eines in Bilddaten der zumindest einen Windenträgerkamera (22) erfassten zumindest einen weiteren Geometriemerkmals (18), bevorzugt zumindest einen Eckpunkt (19), der Last (2).
11. Kransystem (1) nach wenigstens einem der vorangehenden Sätze, wobei das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, in der ersten Phase mittels der mit der zumindest einen Windenträgerkamera (22) gewonnenen Bilddaten einen drehinvarianten Punkt zu bestimmen, wobei Pixelkoordinaten des drehinvarianten Punktes bei Drehungen des Windenträgers(12) im Wesentlichen unverändert bleiben, und bevorzugt das Hebezeug (3) dazu anzusteuern, den drehinvarianten Punkt im Wesentlichen koinzident mit einem Mittelpunkt der Last (2) zu positionieren.
12. Kransystem (1) nach einem der Sätze 10 und 11, wobei in der ersten Phase das Hebezeug (3) eine erste Rotationsausrichtung aufweist und die Last eine zweite Rotationsausrichtung aufweist, wobei mittels einer Rotationskorrektur die erste Rotationsausrichtung an die zweite Rotationsausrichtung annäherbar ist, vorzugsweise mit dieser überlappt.
13. Kransystem (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Sätze, wobei das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, in einer zweiten Phase das zumindest eine Hebezeug (3) zum gesteuerten oder geregelten Absenken des zumindest einen Greifers (4) anzusteuern, vorzugsweise unter Verwendung der Relativposition des zumindest einen Greifers (4) zum zumindest einen Geometriemerkmal (6) in Form der Oberkante (7).
14. Kransystem (1) nach Anspruch 13, wobei das Ansteuergerät in der zweiten Phase dazu ausgebildet ist, das Hebezeug (3) dazu anzusteuern, das Hebezeug (3) entlang einer Längsrichtung (24) der Last (2) auszurichten und/oder eine Rotationskorrektur zur Ausrichtung des Hebezeugs (3) relativ zu den Geometriemerkmalen (6), insbesondere zu den Oberkanten (7), der Last (2) durchzuführen und/oder eine Ausrichtungskorrektur der Greifer (4) durchzuführen, sodass die Relativpositionen der Greifer (4), insbesondere der Greiferfüße (14), zu dem jeweiligen Geometriemerkmal (6), insbesondere zu den Oberkanten (7), der Last (2) betragsmäßig im Wesentlichen gleich sind.
15. Kransystem nach Satz 13 oder 14, wobei das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, das zumindest eine Geometriemerkmal (6) mittels einem Kantenerkennungsalgorithmus und/oder einem Convolutional Neuronal Network (CNN) und/oder einem Detection Transformer (DETR) zu erfassen.
16. Kransystem (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Sätze, wobei das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, in einer dritten Phase das Hebezeug (3) zum gesteuerten oder geregelten Ausrichten entlang einer Längsrichtung (24) der Last (2) anzusteuern, vorzugsweise unter Verwendung der Relativposition des zumindest einen Greifers (4) zum zumindest einen Geometriemerkmal (6) in Form der Greiferplatte (8).
17. Kransystem (1) nach einem der vorhergehenden Sätze, wobei das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, in einer vierten Phase den zumindest einen Greifer (4) zum gesteuerten oder geregelten Greifen der Last (2) anzusteuern, vorzugsweise unter Verwendung der Relativposition des zumindest einen Greifers (4), bevorzugt des zumindest einen Greiferfußes (14), zum zumindest einen Geometriemerkmal(6) in Form der Greifkante (8) und/oder Greiferplatte (9) der Last (2).
18. Kransystem (1) nach Satz 17, wobei das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, den zumindest einen Greifer (4), insbesondere den zumindest einen Greiferfuß (14), während der vierten Phase in einer Ebene parallel zur Unterseite (20) der Last (2) und/oder mit einer Abweichung von der parallelen Ebene zur Unterseite der Last (2), wobei diese Abweichung bevorzugt weniger als 10°, besonders bevorzugt weniger als 5° und ganz besonders bevorzugt weniger als 3° beträgt, und/oder orthogonal zum zumindest einen Geometriemerkmal (6), insbesondere der Greifkante (8), der Last (2 und/oder einer Abweichung zum zumindest einen Geometriemerkmal (6), insbesondere der Greifkante (8), der Last (2), wobei diese Abweichung bevorzugt weniger als 10°, besonders bevorzugt weniger als 5° und ganz besonders bevorzugt weniger als 3° beträgt, zu bewegen.
19. Kransystem (1) nach zumindest einem der Sätze 10 bis 18, wobei das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, das zumindest eine weitere Geometriemerkmal (18) und/oder das zumindest eine Geometriemerkmal (6) in der ersten Phase mittels zumindest eines ersten Machine-Learning-Algortihmus und/oder in der zweiten Phase mittels zumindest eines zweiten Machine-Learning-Algortihmus und/oder in der dritten Phase mittels zumindest eines dritten Machine-Learning-Algortihmus und/oder in der vierten Phase mittels zumindest eines vierten Machine-Learning-Algortihmus zu verfassen.
20. Kransystem (1) nach Satz 19, wobei der zumindest eine erste Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest zweite Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest dritte Machine-Learning-Algorithmus und/oder zumindest vierte Machine-Learning-Algorithmus ein Convolutional Neuronal Network (CNN) und/oder einen Detection Transformer (DETR) beinhaltet, bevorzugt wobei eine Architektur des ersten Machine-Learning-Algorithmus und/oder des zweiten Machine-Learning-Algorithmus und/oder dritten Machine-Learning-Algorithmus und/oder vierten Machine-Learning-Algorithmus gleich ist.
21. Kransystem (1) nach Satz 20, wobei der zumindest eine erste Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest zweite Machine-Learning-Algorithmus und/oder der zumindest dritte Machine-Learning-Algorithmus und/oder zumindest vierte Machine-Learning-Algorithmus mittels unterschiedlicher Bilddaten trainiert sind.
22. Kransystem (1) nach Satz 10 bis 21, wobei die erste Phase und/oder die zweite Phase und/oder die dritte Phase und/oder die vierte Phase zeitlich beabstandet sind und/oder zumindest teilweise temporär überschneiden.
23. Kransystem (1) nach Satz 10 bis 22, wobei nach Durchlaufen der ersten Phase und/oder der zweiten Phase und/oder der dritten Phase und/oder der vierten Phase, vorzugsweise aller Phasen, ein manuelles Signal, vorzugsweise durch Eingabe eines Bedieners an einem Bedienfeld, dem Ansteuersteuergerät eingebbar ist, wodurch der Hebeprozess durchführbar ist.
24. Kransystem (1) zumindest nach Satz 7 und Satz 23, wobei das manuelle Signal während und/oder nach der vierten Phase eingebbar ist, wenn das zumindest erste charakteristische Signal und/oder das zumindest zweite charakteristische Signal des jeweiligen Kontaktsensors (16,17) vorliegt.
25. Verfahren zum Heben von Lasten (2) mittels eines Kransystems (1), insbesondere eines Kransystems (1) nach einem der Sätze 1 bis 24, umfassend die Schritte:
- Erfassen zumindest eines Geometriemerkmals (6), bevorzugt eine Oberkante (7) und/oder eine Greifkante (8) und/oder eine Greiferplatte (9), einer Last (2) auf Basis von mittels zumindest einer Greiferkamera (5) gewonnenen Bilddaten,
- Berechnen einer Relativposition des zumindest einen Greifers (4) zum zumindest einen Geometriemerkmal (6) und
- teil- oder vollautomatisiertes Ansteuern des Hebezeugs (3) auf Basis der Relativposition zum Koppeln mit der Last (2).
26. Verwendung eines Kransystems (1) nach wenigstens einem der Sätze 1 bis 24 bei einem Verfahren nach Satz 25.
27. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch Computer diesen veranlassen, folgendes durchzuführen:
- Erfassen zumindest eines Geometriemerkmals (6), bevorzugt eine Oberkante (7) und/oder eine Greifkante (8) und/oder eine Greiferplatte (9), einer Last (2) auf Basis von mittels zumindest einer Greiferkamera (5) gewonnenen Bilddaten,
- Berechnen einer Relativposition des zumindest einen Greifers zum zumindest einen Geometriemerkmal (6) und
- teil- oder vollautomatisiertes Ansteuern des Hebezeugs (3) auf Basis der Relativposition zum Koppeln mit der Last (2).
28. Transitorisches oder nicht transitorisches computerlesbares Speichermedium auf dem das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 27 gespeichert ist.
29. Verfahren zum Trainieren eines Computerprogrammprodukts, insbesondere eines Computerprogrammprodukts nach Satz 27, wobei das Computerprogrammprodukt zum Durchführen zumindest zweier Verfahrensphasen, bevorzugt vier Verfahrensphasen, dazu trainiert wird aus Bilddaten zumindest zwei verschiedene Geometriemerkmale (6, 18), bevorzugt vier verschiedene Geometriemerkmale, besonders bevorzugt den zumindest einen Eckpunkt (19) und/oder die Greifkante (8) und/oder die Oberkante (7) und/oder die Greiferplatte (9), zu erfassen.

L e g e n d e zu den Hinweisziffern:

1: Kransystem
2: Lasten
3: Hebezeug
4: Greifer
5: Greiferkamera
6: Geometriemerkmal
7: Oberkante
8: Greifkante
9: Greiferplatte
10: Hauptträger
11: Laufkatze
12: Windenträger
13: Zugmittel
14: Greiferfuß
15: Oberer Bereich
16: Erster Kontaktsensor
17: Zweiter Kontaktsensor
18: Weiteres Geometriemerkmal
19: Eckpunkt
20: Unterseite
21: Vorsprung
22: Windenträgerkamera
23: Greifzangenkante
24: Längsrichtung
25: Abstand
26: Distanz
27: Zangenarme
28: Vertikale Richtung
29: Erste Richtung
30: Zweite Richtung
31: Laterale Richtung
32: Fahrschiene
33: Zangenbalken
34: Erste Schwenkachse
35: Zweite Schwenkachse
36: Erster optischer Auffassungsbereich
37: Seitenoberfläche
38: Unterer Bereich
39: Wand
40: Leerraum
41: Innenseite
42: Auflage
43: Vorderseite
44: Auflage
45: Spreaderkamera
46: Erster Richtungsvektor
47: Zweiter Richtungsvektor
48: Dritter Richtungsvektor
49: Vierter Richtungsvektor
50: Mittelwert Richtungsvektor
51: Zweiter optischer Auffassungsbereich
52: Dritter optischer Auffassungsbereich

Claims

Kransystem (1) zum Heben von Lasten (2), bevorzugt in Form von Sattelaufliegern, wobei das Kransystem (1) ein Hebezeug (3) sowie ein Ansteuergerät zum Ansteuern des Hebezeugs (3) aufweist und wobei das Hebezeug (3) zumindest einen Greifer (4) zum Koppeln des Hebezeugs (3) mit der Last (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Greiferkamera (5) am zumindest einen Greifer (4) angeordnet ist und dass das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist,
- auf Basis von mittels der zumindest einen Greiferkamera (5) gewonnenen Bilddaten zumindest ein Geometriemerkmal (6), bevorzugt eine Oberkante (7) und/oder eine Greifkante (8) und/oder eine Greiferplatte (9), der Last zu erfassen,

- eine Relativposition des zumindest einen Greifers (4) zum zumindest einen Geometriemerkmal (6) zu berechnen und

- das Hebezeug (3) auf Basis der Relativposition teil- oder vollautomatisiert zum Koppeln mit der Last (2) anzusteuern.
Kransystem (1) nach Anspruch 1, wobei das Kransystem (1) einen Portalkran aufweist, vorzugsweise umfassend:
- zumindest einen entlang einer ersten Richtung (29) verfahrbaren Hauptträger (10);

- zumindest eine an einem zumindest einen Hauptträger (10) entlang einer zweiten Richtung (30) verfahrbar gelagerte Laufkatze (11) aufweist, wobei besonders bevorzugt die erste Richtung (29) und die zweite Richtung (30) orthogonal zueinander ausgerichtet sind; und/oder

- an zumindest einer Laufkatze (11) ein Windenträger (12), insbesondere drehbar, befestigt ist und am Windenträger (12) ein, mittels Zugmittel (13) in vertikaler Richtung (28) verfahrbares, Hebezeugs (3) hängt.
Kransystem (1) nach Anspruch 2, wobei am Windenträger (12) zumindest eine mit dem Ansteuergerät signalverbundene oder signalverbindbare Windenträgerkamera (22) angebracht und vertikal nach unten blickend ausgerichtet ist und mittels der zumindest einen Windenträgerkamera (22) die Last (2) detektierbar ist.
Kransystem (1) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Greiferkamera (5) dermaßen positioniert ist, dass die Relativposition des zumindest einen Greifers (4) zu dem zumindest einen Geometriemerkmal (6), bevorzugt zur Oberkante (7) und/oder zur Greifkante (8) und/oder zur Greiferplatte (9), der Last (2) mittels der zumindest einen Greiferkamera (5) über das Ansteuergerät beobachtbar und/oder detektierbar ist.
Kransystem nach Anspruch 4, wobei der zumindest eine Greifer (4) zumindest einen Greiferfuß (14) aufweist und bevorzugt die zumindest eine Greiferkamera (5) am zumindest einen Greiferfuß (14) angeordnet ist und besonders bevorzugt im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.
Kransystem (1) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Greifer (4) zumindest einen ersten Kontaktsensor (16) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, bei Anlegen des Hebezeugs (3) an die Last (2), bevorzugt in lateraler Richtung (31), zumindest ein erstes charakteristisches Signal an das Ansteuergerät auszugeben.
Kransystem (1) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Greifer (4) zumindest einen zweiten Kontaktsensor (17) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, bei Anlegen des Hebezeugs (3) an die Last (2), bevorzugt in vertikaler Richtung (28), zumindest ein zweites charakteristisches Signal an das Ansteuergerät auszugeben.
Kransystem (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, in einer zweiten Phase das zumindest eine Hebezeug (3) zum gesteuerten oder geregelten Absenken des zumindest einen Greifers (4) anzusteuern, vorzugsweise unter Verwendung der Relativposition des zumindest einen Greifers (4) zum zumindest einen Geometriemerkmal (6) in Form der Oberkante (7).
Kransystem nach Anspruch 8, wobei das Ansteuergerät dazu ausgebildet ist, das zumindest eine Geometriemerkmal (6) mittels einem Kantenerkennungsalgorithmus und/oder einem Convolutional Neuronal Network (CNN) und/oder einem Detection Transformer (DETR) zu erfassen.
Kransystem (1) zumindest nach Anspruch 6, wobei ein manuelles Signal zum Durchführen eines Hebeprozesses während und/oder nach der vierten Phase eingebbar ist, wenn das zumindest erste charakteristische Signal und/oder das zumindest zweite charakteristische Signal des jeweiligen Kontaktsensors (16,17) vorliegt.
Verfahren zum Heben von Lasten (2) mittels eines Kransystems (1), insbesondere eines Kransystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend die Schritte:
- Erfassen zumindest eines Geometriemerkmals (6), bevorzugt eine Oberkante (7) und/oder eine Greifkante (8) und/oder eine Greiferplatte (9), einer Last (2) auf Basis von mittels zumindest einer Greiferkamera (5) gewonnenen Bilddaten,

- Berechnen einer Relativposition des zumindest einen Greifers (4) zum zumindest einen Geometriemerkmal (6) und

- teil- oder vollautomatisiertes Ansteuern des Hebezeugs (3) auf Basis der Relativposition zum Koppeln mit der Last (2).
Verwendung eines Kransystems (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10 bei einem Verfahren nach Anspruch 11.
Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch Computer diesen veranlassen, folgendes durchzuführen:
- Erfassen zumindest eines Geometriemerkmals (6), bevorzugt eine Oberkante (7) und/oder eine Greifkante (8) und/oder eine Greiferplatte (9), einer Last (2) auf Basis von mittels zumindest einer Greiferkamera (5) gewonnenen Bilddaten,

- Berechnen einer Relativposition des zumindest einen Greifers zum zumindest einen Geometriemerkmal (6) und

- teil- oder vollautomatisiertes Ansteuern des Hebezeugs (3) auf Basis der Relativposition zum Koppeln mit der Last (2).
Transitorisches oder nicht transitorisches computerlesbares Speichermedium auf dem das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13 gespeichert ist.
Verfahren zum Trainieren eines Computerprogrammprodukts, insbesondere eines Computerprogrammprodukts nach Anspruch 13, wobei das Computerprogrammprodukt zum Durchführen zumindest zweier Verfahrensphasen, bevorzugt vier Verfahrensphasen, dazu trainiert wird aus Bilddaten zumindest zwei verschiedene Geometriemerkmale (6, 18), bevorzugt vier verschiedene Geometriemerkmale, besonders bevorzugt den zumindest einen Eckpunkt (19) und/oder die Greifkante (8) und/oder die Oberkante (7) und/oder die Greiferplatte (9), zu erfassen.