FI121402B - Järjestelmä kontinkäsittelykoneen tunnistamiseen ja/tai sijainnin määrittämiseen - Google Patents

Description

Järjestelmä kontinkäsittelykoneen tunnistamiseen ja/tai sijainnin määrittämiseen 5 Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen järjestelmä kontinkäsittelykoneen tunnistamiseen ja/tai kontinkäsittelykoneen sijainnin määrittämiseen. Molemmissa järjestelmissä käytetään samoja uusia ja keksinnöllisiä piirteitä kuten jäljempänä ilmenee.

10

Ratkaistavan ongelman kuvaus

Selostamme seuraavassa tyypillisen konttisataman toimintaa siinä laajuudessaan kuin on tarpeellista keksinnön toiminnan ymmärtämiseksi. Suurin osa 15 kansainvälisistä tavarankuljetuksista tapahtuu nykyään konttien (1) avulla. Kontit ovat standardimuotoisia kuljetusyksiköltä, joiden sisälle tavara pakataan kuljetuksen ajaksi. Kontteja on tyypillisesti kolmea eri kokoa, pituudeltaan joko 20 jalkaa, 40 jalkaa tai 45 jalkaa. Kontit saapuvat konttisatamaan ja vastaavasti lähtevät konttisatamasta joko konttilaivan (2), konttirekkojen 20 tai konttijunien kuljettamina. Standardimuotoinen kuljetusyksikkö nopeuttaa huomattavasti tavaran käsittelyä kuljetuksen eri vaiheissa, erityisesti kontti-laivaa lastattaessa ja purettaessa, sekä siirryttäessä merikuljetuksesta maakuljetukseen (konttirekan lastaus) ja päinvastoin. Nyt kuvattava keksintö helpottaa konttien käsittelyn automatisointia erityisesti konttilaivaa lastattaessa 25 ja purettaessa, joten keskitymme tässä kuvauksessa laiturialueen toimintoihin.

Konttilaiva (2) lastataan ja puretaan käyttäen erityistä laiturinosturia (4, kuva 1) (englanniksi 'quay crane' tai 'ship-to-shore crane'), joka siirtää kontit laitu-30 rialueelta laivaan tai vastaavasti nostaa kontit laivasta laiturialueelle. Erilaiset kontin käsittelykoneet (12), kuten konttilukit, vetovaunu-konttitraileri- 2 yhdistelmät, konttikurottajat tai muut vastaavat ajoneuvot, jotka kykenevät kuljettamaan yhtä tai useampaa konttia (1) tuovat lastattavat kontit laituri-alueelle ja vastaavasti kuljettavat laivasta puretut kontit laiturialueelta erityiselle konttien varastokentälle. Käymme seuraavassa tarkemmin läpi laitu-5 rinosturin (4) ja kontinkäsittelykoneiden (12) yhteistoimintaa (kuva 1).

Kontinkäsittelvkoneen (12) ia laiturinosturin (4) kohdistaminen

Tarkastelemme ensin konttien purkamista laivasta. Kun konttilaiva (2) on 10 ankkuroitu paikalleen sataman laituriin (3) (englanniksi 'quay'), ajetaan laitu-rinosturi (4) konttilaivan päälle, siten että laiturinosturin puomi (5) on tarkalleen laivaan rakennettujen konttisiilojen (6) tai konttipinojen päällä. Laivan kannen alla olevaan konttisiiloon (6) on pinottu useita kontteja päällekkäin ja kontit on tuettu sivusuunnassa erityisten ohjurien avulla. Päällimmäiset kontit 15 on lisäksi pinottu laivan kannelle ja lukittu toisiinsa erityisten lukkojen avulla. Laituri nosturia siirretään laiturin suunnassa erityisten kiskojen (7) avulla. Laiturinosturin siirtäminen kiskoilla on kuitenkin hidasta, joten laivasta pyritään purkamaan kaikki rinnakkaiset konttisiilot (8) tai konttipinot (englanniksi 'bay') peräkkäin toiminnan nopeuttamiseksi. Konttisiilot ja konttipinot on täl-20 löin kuvan 1 mukaisesti ryhmitelty laivaan vierekkäin lastaamisen ja purkamisen nopeuttamiseksi. Laiturinosturin puomin päällä kulkee kiskoja myöten erityinen nostovaunu (9) (englanniksi 'trolley7), johon nostoköysien avulla on ripustettu erityinen konttitarttuja (10) (englanniksi 'spreader7). Laiturinosturin kuljettaja ohjaa nostovaunun tarkalleen laivasta poimittavan kontin yläpuolel-25 le, laskee konttitarttujan poimittavaan konttiin kiinni, jolloin konttitarttujassa olevat erityiset konttikarat (englanniksi 'twist-lock7) osuvat kontin (1) kulmissa, erityisissä kulmapaloissa (englanniksi 'corner casting') sijaitseviin reikiin. Tämän jälkeen konttikarat (twist-lock) kiertyvät 90 astetta, jolloin konttitarttuja (10) kiinnittyy konttiin ja kontti voidaan nostaa laivasta. Kun kontti on 30 nostettu ulos laivan konttisiilosta (6) riittävän korkealle, jotta se voidaan turvallisesti siirtää laiturille (3), ajetaan nostovaunu (9) ja nostovaunusta riippu- 3 va kontti laiturin päälle, halutulle kaistalle (11). Tämän jälkeen voidaan kontti joko laskea maahan, tai vaihtoehtoisesti kontti voidaan laskea erityisen kont-titrailerin tai vastaavan kuljetusvaunun päälle, joka on luonnollisesti ajettava kontin alle ennen kontin laskua.

5

Kontti voidaan laskea suoraan maahan laiturille (3), mikäli kontteja siirretään sataman sisällä esimerkiksi erityisten konttilukkien (englanniksi 'straddle carrier7) tai vastaavien sellaisten kontinkäsittelykoneiden (12) avulla, jotka pystyvät itsenäisesti poimimaan kontteja maasta ja vastaavasti myös laskemaan 10 kontteja itsenäisesti maahan. (Konttilukki pystyy myös pinoamaan kontteja päällekkäin, mutta tämä ominaisuus ei ole keksinnön kannalta olennainen.) Operoitaessa satamaa esimerkiksi konttilukeilla, voi laiturinosturi (4) käyttää laituria (3) eräänlaisena konttien puskurivarastona, jolloin laiturinosturin alla voi eri kaistoilla (11) odottaa useampia kontteja (IA, IB) joko laivaan las-15 taamista tai, laivaa purettaessa, konttien (IA, IB) kuljettamista konttien varastokentälle.

Konttilaivaa lastattaessa menetellään päinvastaisessa järjestyksessä. Tällöin laiturinosturin (4) kuljettaja poimii laivaan lastattavan kontin (1) joko maasta 20 tai konttitrailerin päältä. Poimittaessa esimerkiksi konttilukin jättämä kontti maasta on erityisen tärkeää että kontti (IA, IB) on jätetty laiturille laiturin suunnassa oikeaan sijaintiin (13), jotta vältytään laiturinosturin (4) tarpeettomalta edestakaiselta siirtämiseltä kiskoja (7) myöten. On huomattavaa, että konttilaiva ei ankkuroidu laituriin aina tarkalleen samaan sijaintiin, jolloin 25 kontin oikeaa jättöpaikkaa (13) laiturilla ei voida merkitä esimerkiksi maalaamalla merkintöjä laituriin. Eräs tämän keksinnön eduista liittyykin nimenomaan kontinkäsittelykoneen (12) opastamiseen, esimerkiksi liikennevalojen (21, kuva 2) avulla siten, että laiturinosturin (4) alle saapuva kontinkäsittely-kone (12) pysähtyy laiturinosturin alle oikeaan kohtaan siten, että lastatta-30 vaksi tuotavan kontin (1C, kuva 1) keskilinja (14) on tarkalleen oikeassa kohdassa, laiturinosturin (4) puomin (5) keskilinjan (13) alla. Kun konttilukki tai 4 muu vastaava kontinkäsittelykone (12) on oikein paikoitettu, voidaan kontti (1C) laskea maahan odottamaan kuormausta laivaan.

Keksinnön mukaista järjestelmää voidaan käyttää myös kontteja siirrettäessä 5 sataman sisällä konttitrailerien ja konttitrailereita vetävien erityisten vetovaunujen (englanniksi 'prime mover') avulla. Selostamme seuraavassa lyhyesti tällaisen järjestelmän erot verrattuna esimerkiksi konttilukeilla tapahtuvaan operaatioon.

10 Konttilaivaa (2) purettaessa, kun laiturinosturi (4) laskee laivasta purettavan kontin (1) konttitrailerin päälle tai vaihtoehtoisesti konttilaivaa (2) lastattaessa, kun laiturinosturi (4) poimii laivaan lastattavan kontin (1) konttitrailerin päältä, on luonnollisesti konttitrailerin sijaittava laiturin suunnassa oikealla kohdalla (13), jotta vältytään laiturinosturin tarpeettomalta ajamiselta kiskoil-15 la (7) edestakaisin laivan purkamisen ja lastaamisen aikana. Mikäli konttitrai-leri ei sijaitse valmiiksi oikeassa sijainnissa laiturin suunnassa, ajaa konttitrailerin vetovaunun kuljettaja vetovaunu-konttitraileri-yhdistelmää (12) hieman eteen- tai taaksepäin, siten ettei laiturinosturin (4) tarvitse liikkua kiskoja myöten. Laiturinosturin toimintaa voidaan kuitenkin nopeuttaa, mikäli konttit-20 raileri sijaitsee jo valmiiksi oikealla kohdalla. Eräs tämän keksinnön eduista liittyykin nimenomaan vetovaunu-konttitraileri-yhdistelmän tai vastaavan kontinkäsittelykoneen (12) opastamiseen, esimerkiksi liikennevalojen (21) (kuva 2) avulla siten, että konttitraileri odottaa laiturilla jo valmiiksi täsmälleen oikeassa sijainnissa (13).

25

Ajokaistan (T1J tunnistus

Toinen keksinnön tarjoamista eduista liittyy konttien kirjanpidon automatisointiin. Kun kontti (1) on purettu laivasta (2), vie kontinkäsittelykone (12) 30 kontin erityiselle konttien varastokentälle, johon kontit pinotaan tyypillisesti riveihin ja pinoihin. Jokaisen kontin sijaintipaikka varastokentällä tallennetaan 5 erityiseen konttiterminaalin tietokonepohjaiseen ohjausjärjestelmään (TOS, Terminal Operating System'), joka sisältää tähän soveltuvan tietokannan. Kontin sijainnin seuranta pyritään nykyään automatisoimaan käsittelyn jokaisessa vaiheessa, jotta vältyttäisiin inhimillisten virheiden, erityisesti kontinkä-5 sittelykoneiden (12) kuljettajien tekemien virheiden aiheuttamilta ongelmilta. Mikäli kontin käsittelykoneen kuljettaja vie kontin (1) konttien varastokentällä eri sijaintiin kuin terminaalin ohjausjärjestelmä (TOS) olettaa, tai vaihtoehtoisesti kontin käsittelykoneen kuljettaja raportoi terminaalin ohjausjärjestelmään (TOS) virheellisen kontin sijainnin, on kontin löytäminen konttien va-10 rastokentältä myöhemmin ongelmallista. Erityisesti mikäli konttia joudutaan etsimään varastokentältä laivan lastaamisen aikana, aiheutuu tästä erityisen suuria kustannuksia, sillä laivojen purku- ja lastausaikaa satamissa pyritään erityisesti minimoimaan.

15 Kontin sijaintia konttien varastokentällä voidaan jo aiemmin tunnetun tekniikan avulla seurata esimerkiksi satelliittipaikannusteknologiaa (GPS) käyttäen. Tällöin kontinkäsittelykoneeseen (12) asennetaan GPS-vastaanotinantenni ja -laitteisto, jolla kontinkäsittelykoneen sijaintia voidaan seurata reaaliaikaisesti, tyypillisesti 1 sekunnin väliajoin. Lisäksi voidaan kontinkäsittelykoneen (12) 20 konttikarojen ('twist-lock') toimintoja sähköisesti tarkkailemalla todeta konttiin tarttuminen ja kontin jättäminen konttipinoon tietyllä ajanhetkellä. Kun luonnollisesti oletetaan, että kontti (1) ei liiku ilman että jokin kontinkäsitte-lykone (12) sitä kuljettaa, voidaan luotettavasti seurata kontin sijaintia niin kauan kuin kontinkäsittelykone liikkuu avoimella alueella, GPS-paikannus-25 satelliittien näkyvyysalueella.

GPS-paikannusteknologia ei kuitenkaan toimi luotettavasti laiturinosturien (4) alla, joten tällä tekniikalla ei voida luotettavasti havaita, mihin sijaintiin tai erityisesti mille kaistalle (11) laivanosturin alla kontinkäsittelykone (12) jättää 30 kontin, tai miltä kaistalta (11) kontinkäsittelykone (12) poimii kontin, tai mille 6 kaistalle (11) tietty kontinkäsittelykone (12) (esimerkiksi vetovaunu-konttitraileri-yhdistelmä) ajaa odottamaan kontin kuormaamista tai purkua.

Toisaalta, kontin (1) sijaintia voidaan jo aiemmin tunnetulla tekniikalla luotet-5 tavasti seurata niin kauan kuin laiturinosturi (4) käsittelee konttia. Esimerkiksi laiturinosturin nostovaunuun (9) kytketty pulssianturi (enkooderi) kykenee luotettavasti mittaamaan nostovaunun (9) sijaintia laiturinosturin puomin (5) päällä. Laiturinosturi kykenee näin luotettavasti määrittämään, mille kaistalle (11) laiturinosturin (4) alla purettava kontti lasketaan (IA, IB), tai miltä kais-10 taita (11) laivaan lastattava kontti (IA, IB) poimitaan. Ongelmaksi muodostuu kuitenkin esimerkiksi laivaa purettaessa tilanne, jossa laiturinosturi (4) on laskenut maahan laiturille useamman kuin yhden kontin (kuva 1, kontit IA ja IB). Tällöin ei voida ilman lisätietoja päätellä, kumman kontin nosturin alle saapuva kontinkäsittelykone (12) poimii. Tämän seurauksena ei voida myös-15 kään varmuudella tietää mihin sijainteihin konttien varastokentällä kontit (IA ja IB) kuljetetaan, eikä konttien sijainnin automaattinen seuranta tällöin ole mahdollista. Vastaavasti laivaa lastattaessa, ei voida ilman lisätietoja tietää mille kaistalle kontinkäsittelykone (12) jättää kontin (kuva 1, kontti 1C), jolloin ei voida automaattisesti tunnistaa mihin sijaintiin tai siiloon (6) laivassa 20 (2) kontti (1C) sijoitetaan, tai automaattisesti varmistaa että kontti (1C) yli päätään lastataan laivaan.

Käytännössä, laivaa purettaessa ja lastattaessa, laiturilla (3) toimintaa valvoo ihminen, jonka tehtävänä on muun muassa varmistaa että kontinkäsittelyko-25 neet (12) ja laiturinosturi (4) poimivat oikeat kontit. Tässä vaiheessa on kuitenkin mahdollisuus inhimillisiin virheisiin, joita automaation avulla pyritään poistamaan. Lisäksi laiturilla (3) oleva henkilö on, paitsi ylimääräinen kustannustekijä, myös vaaratilanteiden aiheuttaja, sillä satamissa tapahtuu jopa kuolemantapauksia kun kyseinen henkilö on joutunut kontinkäsittelykoneen 30 (12) yliajamaksi.

7

Siirrettäessä kontteja sataman sisällä vetovaunu-konttitraileri-yhdistelmällä (12), vastaavat ongelmatilanteet esiintyvät kun useampia vetovaunu-kontti-trailereita saapuu yhtaikaisesti laiturinosturin (4) alle. Ilman lisätietoa ei voida automaattisesti seurata mille kaistoille (11) ajoneuvot sijoittuvat, ja vaikka 5 laituri nosturi (4) esimerkiksi laivaa purkaessaan tietääkin mille kaistalle (11) purettava kontti (1) lasketaan, ei voida tietää minkä vetovaunu-konttitrailerin päälle kontti kuormataan, eikä kontin liikkeitä näin ollen voida automaattisesti jatkossa seurata, vaikka vetovaunu olisikin varustettu edellä kuvatun kaltaisella GPS-laitteistolla. Vastaavasti laivaa lastattaessa, tilanteessa jossa 10 useampi vetovaunu-konttitraileri-yhdistelmä (12) odottaa vierekkäisillä kaistoilla (11) rinnakkain trailereiden päällä olevien konttien poimimista, ei laitu-rinosturi voi, vaikkakin tietää miltä kaistalta (11) kontin poimii, ilman lisätietoa tietää, minkä kontin poimii.

15 Yhteenvetona edellisestä, jotta kontin seurannan käsittelyketju kyettäisiin aukottomasti automatisoimaan, on siis erityisesti tunnistettava miltä kaistalta (11) laiturinosturin (4) alla kontin käsittelykone (12) kontin poimii, mille kaistalle (11) kontinkäsittelykone kontin (12) jättää, tai millä kaistoilla (11) veto-vaunu-konttitraileri-yhdistelmät tai muut kontinkäsittelykoneet (12) sijaitse-20 vat laiturinosturin (4) poimiessa ja kuormatessa kontteja konttitrailereiden päälle.

Nvt kuvattava keksintö ratkaisee edellä kuvatut ongelmat, paremmin kuin aiemmin tunnettu teknologia, erityisesti tilanteessa jossa useampi kuin yksi 25 kontinkäsittelykone (12) saapuu yhtaikaisesti laiturinosturin (Λ') alle. Nyt kuvattava keksintö ratkaisee edellä kuvatut ongelmat myös ilman että laiturinosturin (4) sijaintia joudutaan erikseen mittaamaan tai määrittämään. Käymme seuraavassa läpi aiemmin tunnetun tekniikan tason ja sen puutteet.

30 8

Aiemmin tunnetun tekniikan tason kuvaus

Kontinkäsittelykone (12) voidaan paikantaa, kuten jo aiemmin todettiin, satelliittipaikannuksen (GPS) avulla. Satelliittipaikannus on kuitenkin erittäin 5 epäluotettava menetelmä laiturinosturin tai muun satelliitti-katveen alla. Lisäksi tällöin olisi myös erikseen määritettävä kiskoilla liikkuvan laiturinosturin (4) paikka, jotta kyettäisiin määrittämään kontinkäsittelykoneen (12) ja laiturinosturin (4) suhteellinen sijainti toisiinsa nähden.

10 GPS-teknologian katveongelmaa on yritetty ratkaista mm. niin sanotun mer-kintälaskun ja inertianavigoinnin avulla esimerkiksi gyroskooppi-antureita käyttäen. Näiden tekniikoiden ongelmana on kuitenkin gyroskooppien ja matkamittarien keräämä kumuloituva paikkavirhe, minkä vuoksi kohtuullisen hintaisella järjestelmällä voitaisiin paikantaa kontinkäsittelykonetta (12) vain 15 lyhyitä matkoja. G PS-sa tel li itti katve saattaa kuitenkin olla hyvin laaja silloin kun useampia laiturinostureita (4) on ajettu vierekkäin purkamaan samaa konttilaivaa (2).

Vaihtoehtoisia kontinkäsittelykoneen (12) paikannusjärjestelmiä on esitetty 20 esimerkiksi kontinkäsittelykoneeseen asennettavan pyörivän laser-säteen ja konttikentälle, esimerkiksi valopylväisiin asennettavien optisten heijastimien avulla, kolmiomittaustekniikkaa hyödyntäen. Järjestelmän haittapuolena on kuitenkin asennuksen ja kalibroinnin vaikeus (erityisesti optiset heijastimet), laser-säteen lyhyt kantama esimerkiksi sumussa, heijastimien puhdistamisen 25 tarve, virheelliset heijastukset muista kiiltävistä kohteista, laitteiston korkea hinta sekä tarve paikantaa laiturinosturi erikseen. Lisäksi lähekkäin olevat kontin käsittelykoneet varjostaisivat toistensa toimintaa ja laser-säteen kulkua.

30 Toinen vaihtoehtoinen ennalta tunnettu kontinkäsittelykoneen (12) paikannusjärjestelmä perustuu konttikentälle, esimerkiksi valopylväisiin asennetta- 9 viin radiolähettimiin ja kontinkäsittelykoneeseen asennettavan radiovastaanottimeen, jolloin mitattaisiin radiosignaalin kulkuaikaa ja paikannetaan kon-tinkäsittelykonetta (12) kolmiomittaustekniikalla. Järjestelmän haittapuolena on kuitenkin riittämätön tarkkuus, asennuksen ja kalibroinnin vaikeus (erityi-5 sesti radiolähettimet), laitteiston korkea hinta, sekä tarve paikantaa laitu-rinosturi erikseen.

Eräs ennalta tunnettu kontinkäsittelykoneen (12) paikannusmenetelmä perustuu maahan asennettaviin ns. transponderi-antureihin sekä kontinkäsitte-10 lykoneeseen (12) asennettavaan transponderi-lukijaan (lukuetäisyys tyypillisesti 10...20 cm). Järjestelmän haittapuolena on kuitenkin asennuksen vaikeus ja kalibrointi (erityisesti maahan asennettavat transponderit), tarvittavien transponderien huomattavan suuri lukumäärä, laitteiston korkea hinta, laitteiston (transponderien) vaatima huolto sekä tarve paikantaa laiturinosturi 15 erikseen.

Eräs ennalta tunnettu teknologia kontinkäsittelykoneen (12) havaitsemiseksi ja tunnistamiseksi lähietäisyydeltä perustuu suhteellisen edullisiin RFID-tunnisteisiin ('tag7) ja RFID-antenneihin. RFID-tekniikan paikannustarkkuus 20 on kuitenkin puutteellinen edellä esitettyjen ongelmien ratkaisemiseksi, erityisesti silloin, kun RFID-tunnisteita jouduttaisiin lukemaan pitkältä etäisyydeltä (esimerkiksi siten, että RFID-tunnisteet olisivat kiinnitetty kontinkäsitte-lykoneisiin (12) ja RFID-antennit olisi kiinnitetty laiturinosturiin (4)). Mikäli RFID-tunnisteita asennettaisiin maahan, voitaisiin niitä luonnollisesti lukea 25 lähietäisyydeltä kontinkäsittelykoneeseen (12) asennetulla RFID-antennilla, mutta tällöin järjestelmä olisi samanlainen kuin edellä selostettu transponde-ri-pohjainen järjestelmä ja sisältäisi samat edellä kuvatut huomattavat ongelmat kuin transponderi-järjestelmässä.

30 Eräs ennalta tunnettu teknologia perustuu kameratekniikan käyttöön, jossa esimerkiksi yläviistosta, laiturinosturiin (4) asennetuilla kameroilla kuvataan 10 kontinkäsittelykoneita tai niihin asennettuja passiivisia optisia heijastimia tai itsevalaisevia majakoita ('beacon'). Kameratekniikan haittapuolena ovat kuitenkin luotettavuus eri sää- ja valaistusolosuhteissa, mahdolliset kuvankäsittelyn visuaaliset virhetulkinnat kontinkäsittelykoneiden (12) muista rakenteis-5 ta ja majakoiden sekä optiikan puhdistustanne. Lisäksi laitteiston hinta on korkea, erityisesti käytettäessä itsevalaisevia tai muuten aktiivisia majakoita asennettuina kontinkäsittelykoneisiin. On huomattava, että kontinkäsittelykoneiden (12) määrä on tyypillisesti suuri verrattuna laiturinosturien (4) määrään. Näin ollen olisi edullista minimoida kontinkäsittelykoneeseen (12) asen-10 nettavan laitteiston hintaa. Lisäksi eräät kontinkäsittelykoneet (esimerkiksi konttitrailerin vetovaunu) ovat suhteellisen edullisia, eivätkä näin ollen mahdollista kalliin elektroniikan asentamista jokaiseen koneeseen.

On lisäksi aiemmin esitetty erilaisia osaratkaisuja edellä kuvattujen ongelmi-15 en ratkaisemiseksi. Tietynlainen laitteisto esimerkiksi mahdollistaisi oikean kaistan (11) tunnistamisen laiturinosturin (4) alla, mutta ei opastaisi kontin-käsittelykoneen (12) kuljettajaa oikeaan kohtaan pysähtymiseksi. Toinen laitteisto saattaa opastaa kuljettajaa pysähtymään, mutta ei kykene tunnistamaan kaistaa (11). Tällöin satamassa jouduttaisiin rakentamaan useampia 20 päällekkäisiä, eri teknologialla toimivia laitteistoja, mikä luonnollisesti ei olisi edullista. Monet esitetyt ratkaisumallit eivät myöskään mahdollista usean kontinkäsittelykoneen (12) yhtaikaista työskentelyä laiturinosturin (4) alla, esimerkiksi siitä syystä että toinen kontinkäsittelykone (12) varjostaa esimerkiksi sivulta päin suunnattua laser-sädettä tai radiokeilaa siten, että toinen 25 kontinkäsittelykone (127) ei sitä havaitse.

Nyt esitettävä keksintö ratkaisee edellä kuvatut ongelmat ilman esitettyjä aiemmin tunnetun tekniikan haittapuolia.

30 11

Keksinnön kuvaus

Keksinnön mukainen ratkaisu kontinkäsittelykoneen tunnistamiseksi ja/tai kontinkäsittelykoneen oikean sijainnin määrittämiseen on esitetty oheisessa 5 patenttivaatimuksessa 1.

Seuraavassa keksintöä havainnollistetaan viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 10 Kuva 1 esittää konttilaivan (2) purkamista tai lastaamista laiturinosturin (4) avulla;

Kuva 2 esittää laiturinosturin (4) alla olevia kaistoja (11), joille kontinkäsit-telykoneet (12), esimerkiksi konttilukki tuovat kontteja (1); 15

Kuva 3 esittää erästä tapaa toteuttaa keksinnön mukainen heijastin (20);

Kuva 4 esittää sivulta päin laiturinosturin (4) alla olevia kaistoja (11), joille kontinkäsittelykoneet (12), esimerkiksi konttilukki tuovat kontteja 20 (1);

Kuva 5 esittää erästä mahdollista keksinnön toteutusmenetelmää;

Kuva 6 esittää erästä mahdollista algoritmia keksinnön toteuttamiseksi; ja 25

Kuva 7 esittää erästä tapaa toteuttaa keksinnön mukainen heijastin (20).

Keksinnön mukainen jäijestelmä perustuu laiturinosturiin (4) asennettaviin keilaaviin laser-etäisyysantureihin (17) (kuva 2) ja kontinkäsittelykoneisiin 30 (12) asennettaviin passiivisiin, esimerkiksi metallilevystä valmistettuihin hei- 12 jastimiin (20). Kuvaamme seuraavassa keilaavan laser-etäisyysanturin (17) toimintaa siinä laajuudessaan kuin on tarpeellista keksinnön mukaisen järjestelmän toiminnan ymmärtämiseksi.

5 Laser-etäisyysanturi lähettää ensimmäisessä vaiheessa lyhyen ja kapean laser-valopulssin (18), tyypillisesi pituudeltaan noin 1 metrin suuruusluokkaa ja keilanleveydeltään (18, 19) tyypillisesti 20 senttimetriä mitattuna 20 metrin etäisyydellä. Lähetetty laser-valo voi olla silmin näkyvää tai silmille näkymätöntä (IR-laser). Toisessa vaiheessa lähetetty valopulssi heijastuu mahdolli-10 sesti keilaan (18,19) osuvasta kohteesta, ja osa laser-valosta palaa laser-etäisyysanturin valovastaanottimeen. Laser-etäisyysanturi kykenee havaitsemaan laser-valopulssin (18) heijastuksen vielä esimerkiksi 30 metrin etäisyydeltä, vaikka heijastava kohde (esimerkiksi heijastin (20)) olisi väriltään mattamusta ja heijastaisi takaisin vain 10 prosenttia siihen osuneesta valosta.

15 Mikäli kohde on väriltään vaaleampi ja heijastaa suuremman osan siihen osuvasta valosta (esimerkiksi 90 prosenttia), voidaan havaita kohteita myös paljon kauempaa, jopa sadan metrin etäisyydeltä. Kolmannessa vaiheessa laser-etäisyysanturi määrittää valon kulkuajan valopulssin lähettämisen ja vastaanottamisen välillä. Tämä toteutetaan tyypillisesti siten, että saapuvan valon 20 määrää summataan (integroidaan) valovastaanottimessa ja kun riittävä määrä valoa (aika x kirkkaus) on vastaanotettu, katsotaan valopulssin (18) heijastuksen saapuneen. Laser-valokeilan (19) ei tällöin tarvitse osua kokonaisuudessaan kohteeseen, vaan vaaleilla kohteilla jo keilan (19) osittainenkin osuminen lähimpään valokeilassa sijaitsevaan kohteeseen laukaisee kulku-25 ajan mittauksen päättymisen. Neljännessä vaiheessa lasketaan valon kulku-ajan perusteella heijastavan kohteen etäisyys R laser-anturiin ja tulostetaan lukema anturin käyttäjälle. Etäisyystiedon R lisäksi tulostetaan tyypillisesti myös mitatun kaiun voimakkuus I, joka on verrannollinen heijastavan kohteen etäisyyteen ja väriin.

30 13

Erityisesti keksinnössä käytettävä keilaava laser-etäisyysanturi (17) toimii siten, että edellä kuvattu laser-etäisyysanturi on kiinnitetty nopeasti akselinsa (22) (kuva 3) ympäri pyörivään roottoriin (esimerkiksi 50 kierrosta sekunnissa) ja laser-valopulsseja (18) lähetetään nopeassa tahdissa siten, että välit-5 tömästi, kun edellinen etäisyyden R mittaus on saatu suoritettua, lähetetään seuraava valopulssi. Kun roottorin pyörimisnopeus ja laser-valopulssien lähetystaajuus sovitetaan oikein toisiinsa, osuu laser-valokeila (19) n osittain edellisen keilan (190 n-1 päälle, ja näin voidaan kattaa laser-valokeiloilla (19) yhtenäinen nauhamainen alue (kuvat 2 ja 3). Keilaavan laser-etäisyysanturin 10 pyörimisakseli (22) asetetaan tyypillisesti kohtisuoraan laser-valokeilan akselia (18) vasten, jolloin laser-valokeilat (19) piirtävät suoran linjan heijastavan kohteen pinnalle (kuvat 2 ja 3). Pyörimisakseli (22) voidaan luonnollisesti valita myös muulla tavalla, jolloin voidaan toteuttaa erilaisia kaarevia keilaus-käyriä.

15

Keilaava laser-etäisyysanturi (17) kykenee luonnollisesti mittaamaan lasersäteen (18) lähetyskulman (pyörähdyskulman) a reaaliajassa sisäisellä antu-roinnilla. Anturi (17) tulostaakin tyypillisesti seuraavat tiedot jokaista yksittäistä laser-etäisyysmittausta kohden: mittauskulma (a), mitattu etäisyys (R) 20 ja heijastuksen voimakkuus (I).

Kaupallisesti myytävät keilaavat laser-etäisyysanturit (17) ovat suhteellisen edullisia ja siksi varsin soveliaita keksinnön mukaiseen automaatioon, mutta eivät kuitenkaan luonnostaan tarjoa ratkaisua edellä esitettyihin teknisiin on-25 gelmiin. Keilaavien laser-etäisyysantureiden yleisin käyttökohde ovat turva-toiminnot, kuten esimerkiksi esteen havaitseminen työkoneen ympäristössä. Jotta anturi kattaisi, esimerkiksi esteen havaitakseen, yhtenäisen alueen ympäristössään, on keilan (18) leveyden (19) oltava varsin suuri (tyypillisesti 20 senttimetriä 20 metrin etäisyydellä), ja askellus kahden keilan (19, 190 n ja 30 n+1 välillä myös suuri (tyypillisesti noin 10 senttimetriä 20 metrin etäisyydel lä). Tästä johtuen keilaavan laser-etäisyysanturin (17) sivusuuntainen erotte- 14 lukyky on luonnostaan varsin huono, eikä anturi sellaisenaan erota pieniä yksityiskohtia, tai kykene sivusuunnassa senttimetriluokan tarkkuuteen. Lisäksi kontin käsittelykoneet (12) ovat varsin epäsäännöllisen muotoisia ja siksi luonnostaan epäkiitollisia kohteita tarkalle paikannukselle. Lisäksi kuvatunlai-5 nen anturi ei kykene, ilman erityisiä järjestelyitä, erottamaan esimerkiksi kon-tinkäsittelykoneita (12) toisistaan, varsinkin kun kontinkäsittelykoneet (12) ovat periaatteessa identtisen muotoisia keskenään. Tämän vuoksi ei ole aikaisemmin keksitty, että johdannossa esitetyt ongelmat kyettäisiin ratkaisemaan kuvatunlaisella keilaavalla laser-etäisyysanturilla (17).

10

Eräs keksinnön mukainen toteutus

Esitämme seuraavassa erään keksinnön toteutuksen joka on erityisen sopiva kontti lukeilla tapahtuvaan operaatioon. Tällöin asennetaan yksi tai useampi 15 keilaava laser-etäisyysanturi (17) kuvien 2 ja 4 mukaisesti laiturinosturiin (4) kontinkäsittelykoneiden (12) yläpuolelle siten, että laser-keilojen keilauslinja (19), (19'), (19")... on laiturin (3) suuntaan nähden kohtisuorassa (koordi-naattiakselin x suuntainen) ja osuu kontinkäsittelykoneissa (12) oleviin heijastimiin (20) kun kontinkäsittelykone on laiturinosturin keskilinjan (13) lähei-20 syydessä (15). Tällöin heijastimet (20) olisi asennettu esimerkiksi konttilukin keskilinjalle yläkehän kaiteisiin. Tässä järjestelyssä on erityisen edullista, että kontti lukeilla operoidessa voidaan ajaa kumpaankin suuntaan laiturinosturin (4) ali, sillä järjestely on symmetrinen. Käytännön toteutuksessa laser-etäisyysantureita (17) ei voida asentaa suoraan keskilinjan (13) päälle, vaan 25 ne joudutaan kuvan 2 mukaisesti asentamaan hiukan etu- tai takaviistoon, kaltevaan asentoon, joten keilauslinja kohdistetaan laiturinosturin (4) keskilinjalle (13) nimenomaan heijastimien (20) asennuskorkeudella.

Mikäli sataman operaatio perustuisi vetovaunu-konttitraileri-tyyppisen kalus-30 ton käyttöön, jolloin heijastimet (20) olisi käytännössä asennettava vetovau-nuihin, käytettäisiin erillisiä laser-etäisyysantureita (17) erillisille ajosuunnille.

15

Lisäksi keilauslinjat (19), (19'), (19")... olisivat kohdistetut vetovaunun mukaan (eivätkä kuljetettavan kontin (1) keskilinjan mukaan).

Mikäli kontinkäsittelykoneeseen (12) asennetut heijastimet (20) eivät sivu-5 suunnassa kokonaisuudessaan mahtuisi yhden keilaavan laser- etäisyysanturin (17) näkökenttään, voidaan yhden tai useamman anturin (17) mittauslukemia yhdistää keskenään, kohdistamalla erilliset anturit (17) keskenään ja kytkemällä laitteet asianmukaisesti samaan tietojenkäsittely-yksikköön.

10

Heijastimien (20) pituusmitta valitaan siten, että kun kontinkäsittelykone (12) on kuvan 2 keskilinjan (13) läheisyydessä olevan lähestymisalueen (15) sisällä, osuvat keilaavien laser-etäisyysanturien (17) lähettämät laser-valokeilat (19) kontinkäsittelykoneisiin asennettuihin heijastimiin (20) ja näistä heijas-15 tuneita etäisyyslukemia R päästään tarkastelemaan. Järjestelmän eräänä etuna on, että laiturinosturin (4) liikkuessa kiskoja (7) myöten uuteen sijaintiin, myös laseranturien keilauslinja siirtyy automaattisesti uuteen oikeaan sijaintiinsa.

20 Keilaavien laser-etäisyysanturien (17) mittauslukemia tarkasteltaessa, ensimmäisessä vaiheessa muunnetaan laser-valokeilan (18) mitattujen heijastuksien sijaintia kuvaavat etäisyys-kulma-lukemat (R,a) trigonometriaa käyttäen suorakulmaista koordinaatistoa vastaaviksi sijaintilukemiksi (x,H), jossa H on korkeuskoordinaatti ja x on heijastusta vastaava vaakasuuntainen koor-25 dinaatti laituria (3) vastaan kohtisuorassa suunnassa. Tällöin (x,H) käsitetään laser-valokeilan keskiakselin (18) ja heijastavan pinnan leikkauspisteeksi (kuva 3). Kuten kuvasta 4 nähdään, mikäli kontinkäsittelykone (12) sijaitsee tietyllä kaistalla (11*) lähestymisalueella (15), vastaanotetaan tällöin kaistaan (11*) liittyvän (x,H) ikkunan (23) (kuva 4) sisältä esimerkiksi 6...7 peräkkäistä 30 laser-valokeilojen (19) heijastusta, riippuen heijastimien (20) koosta. Mikäli kontinkäsittelykoneeseen on kuvan 4 mukaisesti asennettu kaksi heijastinta 16 (20), (20'), vastaanotetaan luonnollisesti kummastakin kaistaa (11*) vastaavasta (x,H)-ikkunasta (23) asianmukainen määrä heijastuksia. Käänteisesti, mikäli kaistaa (11) vastaavan (x,H)-ikkunan (23) sisältä ei vastaanoteta yhtään heijastuksia, voidaan päätellä (kuva 6), ettei kyseisellä kaistalla sijaitse 5 lainkaan kontinkäsittelykonetta (12), vaan kontinkäsittelykone on ajettu mahdollisesti jollekin toiselle kaistalle (11). (x,H)-ikkunoiden (23) kokoja sijainti (Href, dx) määräytyvät heijastimien (20) koon sekä heijastimien (20) tunnetun asennuskorkeuden ja tunnetun sivusijainnin mukaisesti.

10 Kuten asiantuntija ymmärtää, tietystä (x,H)-ikkunasta (23) voidaan vastaanottaa heijastuksia myös silloin, kun esimerkiksi konttilukin kaide tai muu riittävän korkealla oleva rungon osa kulkee ikkunan läpi. Luotettavan tunnistuksen varmistamiseksi, keksinnön mukaisessa järjestelmässä, käytetäänkin lisäksi hyväksi heijastimen (20) ennalta tunnettua rakenteellista muotoa. Li-15 säksi, jotta kuvatun mukaisesta järjestelystä olisi hyötyä konttien käsittelyn automatisoinnissa on tilanteessa, jossa useampi kontinkäsittelykone (12) työskentelee yhtaikaisesti laiturinosturin (4) alla, paitsi tunnistettava, että tietyllä kaistalla (11) sijaitsee kontinkäsittelykone, myös pystyttävä tunnistamaan kyseisen kontinkäsittelykoneen identiteetti, toisin sanoen kyettävä 20 erottamaan kontin käsittelykoneet toisistaan.

Eräs heijastimen (201) rakenne

Keksinnön erään sovellutuksen mukaisessa järjestelmässä kontinkäsittelyko-25 neet (12) erotetaan toisistaan siten, että kontinkäsittelykoneisiin asennetut heijastimet (20) tai samaan kontinkäsittelykoneeseen (12) asennettu useamman heijastimen yhdistelmä (20), (200 poikkeavat toisista kontinkäsittely-koneista (12). Eräs keksinnön mukainen tapa toteuttaa toisistaan eroteltavissa olevia heijastimia (20) on käyttää heijastimessa korkeusprofiilia Hp (tai 30 yleisemmin etäisyysprofiilia), joka vaihtelee askelmaisesti kuvan 3 mukaisesti.

17

Kuten asiantuntija ymmärtää, kuvan 3 mukainen järjestely on kuitenkin vain yksi esimerkki toteuttaa korkeusprofiili Hp.

Kuvan 3 mukaisessa heijastimessa useampi (esimerkiksi 6...7 kappaletta) 5 peräkkäinen laser-valokeila (19) osuu heijastimeen. Heijastimen korkeustasot (Taso 1... Taso 4) ovat porrastetut kuvan mukaisesti tietyllä minimiportaalla Hstep, jolloin vertailemalla peräkkäisistä laser-heijastuksista (19) laskettuja korkeusarvoja H keskenään, voidaan luokitella heijastukset luotettavasti suhteellisille korkeustasoille Taso 1... Taso 4. Tällöin korkeustasojen porrasta-10 minen (Hstep) on valittava siten, että laser-etäisyysmittauksen R mittausko-hina ei aiheuta vääriä korkeustasojen tulkintoja. Kun kaupallisesti saatavilla olevien keilaavien laser-etäisyysanturien (17) etäisyyden R mittauksen ko-hinataso on tyypillisesti luokkaa +/- 5 millimetriä, voidaan korkeustasojen portaaksi (Hstep) valita esimerkiksi 5 senttimetriä. Eräänä keksinnön etuna 15 on, että heijastimen (20) absoluuttisen korkeussijainnin mahdollinen vaihtelu esimerkiksi maaston muodon tai renkaiden ilmanpaineiden vuoksi ei vaikuta tulkinnan luotettavuuteen, kun tarkastellaan vain suhteellisia korkeuden eroja dHl ja dH2 (kuva 3). Näin menetellessä voidaan esimerkiksi kuvan 5 mukaisesti määrittää ylin taso (Taso 1) korkeimman mitatun korkeusarvon (Hmax) 20 mukaisesti ja asettaa sen jälkeen tasojen erotusrajapinnat portaan Hstep välein, Tasojen 1 ja 2 erotusrajapinnan ollessa puolen portaan Hstep/2 verran alempana kuin korkein mitattu korkeusarvo (Hmax).

Kuvan 3 mukaista heijastinta (20) käytettäessä, yhdeltä korkeustasolta voi-25 daan vastaanottaa joko yksi tai useampia vierekkäisten laser-valokeilojen (19) heijastuksia, riippuen heijastimen (20) tarkasta sijainnista x-suunnassa ja heijastimen (20) korkeustasojen leveyksistä. Erityisesti korkeimmalta tasolta vastaanotetaan tyypillisesti useita heijastuksia laser-etäisyysmittauksen edellä kuvatusta periaatteesta johtuen (useita osittaisia heijastuksia). Kuvien 30 3 ja 5 esimerkkitapauksessa, heijastimesta (20) saatavat heijastukset (pis- teikkö P) tulkittuina suhteellisiksi korkeustasoiksi ovat: 18 (Taso) 3-1-1-1-1-2 (yhteensä 6 heijastusta).

Mikäli heijastinta (20) nyt siirrettäisiin hitaasti x-akselin positiiviseen suuntaan päin, muuttuisivat heijastukset, tulkittuna suhteellisiksi korkeustasoiksi, 5 seuraavan toistuvan kaavion (1) mukaisesti: 3-1-1-1-2-2 (yhteensä 6 heijastusta) 3-3-1-1-1-2-2 (yhteensä 7 heijastusta) 3-3-1-1-1-2 (yhteensä 6 heijastusta) 10 3-1-1-1-1-2 (yhteensä 6 heijastusta).

Kaavio (1)

Kuten asiantuntija ymmärtää, keilaavan laser-etäisyysanturin (17) mittauksia 15 käsittelevä tietokoneohjelma kykenee helposti käsittelemään nämä erilaiset vaihtoehdot esimerkiksi siten, että kutakin erilaista heijastinta (20) vastaavat sallittujen heijastusten kaaviot (kuten yllä) taulukoidaan tietokoneen muistiin.

Kuvissa 3 ja 5 on myös havainnollistettu erästä mahdollista menetelmää, jolla 20 heijastimen (20) reuna voidaan luotettavasti erottaa kontinkäsittelykoneen (12) muista rakenteista, esimerkiksi kaiteista. Menetelmää voidaan hyödyntää muodostettaessa kuvan 5 mukaista pisteikköä P, jota verrataan esimerkiksi kaavion (1) arvoihin. Heijastin (20) on tarkoituksenmukaista asentaa siten, että heijastimen reuna on ylempänä kuin tietty ennalta määrätty arvo 25 (esimerkiksi 3 HStep) verrattuna kontinkäsittelykoneen muihin rakenteisiin välittömästi heijastimen (20) vieressä. Mikäli kahden peräkkäisen laser-keilan (19) heijastusten korkeusarvojen ero dH = Hn+1 - Hn (kuvat 3 ja 5 on enemmän kuin tämä ennalta määrätty arvo (esimerkiksi 3 Hstep), ei pisteik-köön P (kuva 5) kelpuuteta tätä liiaksi poikkeavaa arvoa. Heijastimen (20) 30 vierekkäisten tasojen korkeusvaihtelu ei tällöin luonnollisestikaan tällöin saa ylittää arvoa 2 Hstep. On huomattavaa, että kuvattu menetelmä sallii kontin- 19 käsittelykoneen yksittäisten rakenteiden kohota ylemmäksi kuin heijastimet (20), kunhan nämä korkeammat rakenteet eivät sijaitse välittömästi heijastimen vieressä.

5 Kuvan 3 tyyppisessä heijastimen (20) rakenteessa voidaan kahden alemman korkeustason erilaisilla arvoilla dHl ja dH2 muodostaa N kappaletta erilaisia yhdistelmiä ja näin ollen N kappaletta keskenään erilaisia tunnistettavia heijastimia (20). Lukumäärä N riippuu luonnollisesti käytettävien korkeustasojen lukumäärästä ja korkeustasojen portaiden (Hstep) suuruudesta. Asiantuntija 10 ymmärtää lisäksi, että tiettyjä korkeustasojen yhdistelmiä, esimerkiksi sellaisia joissa keskimmäinen taso on alempana kuin reunimmaiset tasot, ei voida näkyvyyden vuoksi käyttää, mikäli tason leveys on kapeampi kuin laser-keilan (19) leveys. Keksinnön mukaisessa järjestelmässä ei kuitenkaan ole millään muotoa pakollista käyttää kaikkia yhdistelmiä, tai erityisesti kuvatunlaisia 15 epäedullisia yhdistelmiä. Mikäli kuvassa 3 esitetyistä kolmesta korkeustasosta kaksi vierekkäistä tasoa ovat samalla korkeudella, voidaan tämä tilanne havaita (ja kyseinen heijastin tunnistaa) sillä perusteella, että samalta korkeustasolta saatavien peräkkäisten laser-valokeilojen (19) heijastusten määrä on niin suuri, ettei näin moni keila mahtuisi yhden korkeustason alueelle, vaan 20 kyseessä on siis oltava kaksi vierekkäistä saman korkuista tasoa.

Mikäli yhteen kontinkäsittelykoneeseen (12) asennetaan useampi kuin yksi heijastin (20), esimerkiksi kaksi kappaletta, voidaan näiden kahden heijastimen (20), (20') erilaisilla yhdistelmillä tunnistaa yksikäsitteisesti N x N suu-25 ruinen kontinkäsittelykoneiden (12) laivue.

Vaikkakin yllä esitetty heijastimen (20) rakenne etupäässä mahdollistaa erilaisten heijastimien (20) konstruktion ja tätä kautta kontinkäsittelykoneiden (12) erottamisen toisistaan, yllä kuvattu rakenne tuo myös tarpeellisen lisä-30 varmuuden heijastimen (20) varmaan tunnistamiseen ja erottamiseen kon-tinkäsittelykoneen (12) muista rakenteista. Kuvassa 6 on yhteenvetona esi- 20 tetty eräs mahdollinen algoritmi heijastimen (20) tunnistamiseksi tietystä (x,H)-ikkunasta (23).

Kun eri heijastinvaihtoehdot (20) ja niiden tuottamat mahdolliset korkeus-5 kaaviot (kuten kaavio (1)) tunnetaan etukäteen, voidaan mittauksista karsia pois tulokset, jotka eivät vastaa mitään etukäteen tunnetuista vaihtoehdoista, vaan ovat virheellisiä heijastuksia esimerkiksi konttilukin kaiteista tai kuljettajan hytin katosta. Erityisesti tilanteessa, jossa kontinkäsittelykoneeseen (12) on asennettu kaksi heijastinta (20), (200 joiden tulisi olla näkyvissä yhtaikai-10 sesti kuvan 4 mukaisissa (a,H)-ikkunoissa (23), saavutetaan erittäin hyvä luotettavuus, sillä ainoastaan toisessa ikkunassa mahdollisesti näkyvä kontti-lukin hytin katto tai muu vastaava virheellisten heijastuksien lähde ei näin ollen aiheuttaisi mahdollisia virhetulkintoja. Asiantuntija kuitenkin ymmärtää, että vaikka käytettäisiin vain yhtäkin heijastinta (20), on mahdollista poistaa 15 virheelliset tulkinnat kontinkäsittelykoneen muista rakenteista aiheutuvista heijastuksista, valitsemalla heijastimien (20) muodot ja sijainnit kontinkäsitte-lykoneessa (12) siten, ettei (a,H)-ikkunassa (23) voi esiintyvää vastaavaa muotoa muutoin kuin heijastimen (20) aiheuttamana. Esimerkiksi konttilukin hytin katto on yleensä tasaisen vaakasuora ja käytännössä selkeästi alempa-20 na kuin heijastimet (20). Vastaavasti konttilukin kaiteet ovat hyvin kapeita, eivätkä anna riittävän montaa vierekkäistä heijastusta, jotta niitä voisi pitää heijastimena (20).

Kontinkäsittelykoneen (12) tarkan paikoituksen ohjaus 25

Edellä olemme käsitelleet keksinnön mukaista kontinkäsittelykoneen (12) tunnistamista nosturin (4) alla ja kontinkäsittelykoneen sijainnin määrittämistä vaihtoehtoisilla kaistoilla (11). Toinen merkittävä keksinnön tuoma etu saavutetaan, mikäli yhteen tai useampaan heijastimista (20) asennetaan eri-30 tyinen kontinkäsittelykoneen (12) kulkusuunnassa y nouseva tai laskeva, tai korkeudeltaan muulla tavoin muuttuva osuus (24), jonka perusteella voidaan 21 tarkemmin määrittää kontinkäsittelykoneen sijainti ajoneuvon kulkusuunnassa y. Eräs tällainen ratkaisu on esitetty kuvassa 7, jossa heijastimen (20) vierekkäisten tasojen mitattu korkeusero muuttuu lineaarisesti kontinkäsittelykoneen (12) liikkuessa eteen- tai taaksepäin (suunnassa y). Mittaamalla tämä 5 korkeusero dH, voidaan tällöin tarkasti määrittää kontinkäsittelykoneen (12) poikkeama (16) (kuva 2) ajosuunnassa y laiturinosturin (4) halutulta lastaus-linjalta (13). Yksinkertaisimmillaan tämä poikkeama dy (16) voidaan laskea esimerkiksi kaavalla: 10 dy = K1 dH - K2, (1) jossa K1 ja K2 ovat vakioita. Suhteellisen korkeusmittauksen dH tarkkuuden ollessa tyypillisesti luokkaa +/- 5 millimetriä, voidaan poikkeama dy (16) määrittää suurella tarkkuudella, jopa senttimetrien tarkkuudella, tason (24) 15 kallistuksesta (Kl) riippuen. Kun poikkeama dy (16) ajosuunnassa on määritetty, voidaan keksinnön erään toteutuksen mukaisesti opastaa kontinkäsittelykoneen (12) kuljettajaa ajamaan joko eteenpäin tai taaksepäin, oikeaan sijaintiin kontin (1) lastaamiseksi, purkamiseksi tai kontin (1) jättämiseksi tai kontin poimimiseksi. Tämä kuljettajan opastus voidaan toteuttaa esimerkiksi 20 liikennevaloilla (21) (kuva 2), jotka kiinnitetään laiturinosturin (4) runkoon. Keksinnön mukaisen ratkaisun erityisenä etuna on, että laiturinosturin (4) liikkuessa kiskoilla (7), kontinkäsittelykoneiden (12) toivottu pysähtymissijain-ti automaattisesti liikkuu laiturinosturin (4) mukana. Keksinnön mukaisen ratkaisun toisena etuna on, että tarkan pysähtymispaikan mittaus saavutetaan 25 samalla keilaavalla laser-etäisyysmittalaitteella (17) kuin nosturikaistan (11) ja kontinkäsittelykoneen (12) identiteetin tunnistuskin, joten varsin monipuolinen toiminnallisuus saavutetaan kustannustehokkaasti ja erittäin halvoilla heijastinratkaisuilla liikkuvissa ajoneuvoissa (12), joiden lukumäärä saattaa olla suuri.

30 22

Mikäli keksinnön tätä ominaisuutta hyödynnetään, kuvan 6 mukaiseen algoritmiin tehdään esimerkiksi seuraavaksi kuvattu muutos. Taulukoidessa heijastimen (20) hyväksyttäviä suhteellisia tasoja (Taso 1 ... Taso 4) kuvan 7 mukaiselle heijastimelle, hyväksytään heijastimen (20) vinolle osuudelle (24) 5 mielivaltainen arvo esimerkiksi seuraavasti: x-1-1-1-1-2 (yhteensä 6 heijastusta), jossa x voi olla mikä tahansa taso esimerkiksi välillä 1...3. Kun sitten kyseinen 10 heijastin (20) sisältäen vinon tason (24) on hyväksytty esimerkiksi kuvan 6 algoritmia käyttäen, siirrytään vaiheeseen, jossa edellä kuvatulla tavalla tutkitaan reunimmaisen heijastuksen tarkkaa korkeuseroa dH verrattuna joko esimerkiksi viereiseen tasoon tai korkeimpaan tasoon (Hmax).

15 Kuvien selitykset

Kuva 1. Esittää konttilaivan (2) purkamista tai lastaamista laiturinosturin (4) avulla. Kontit (1) nostetaan konttilaivan (2) konttisiiloista (6) laiturinosturin nostovaunusta (9) köysien varassa riippuvan konttitarttujan (10) avulla. Tä-20 män jälkeen nostovaunu (9) ajetaan puomia (5) myöten laiturin (3) päälle halutulle kaistalle (11). Tämän jälkeen kontti (1) voidaan laskea maahan tai konttitrailerin päälle. Kontinkäsittelykoneet (12) kuljettavat puretut tai lastattavat kontit (1) konttien varastokentälle ja laiturille (3).

25 Kuva 2. Esittää laiturinosturin (4) alla olevia kaistoja (11), joille kontinkäsittelykoneet (12), esimerkiksi konttilukki tuovat kontteja (1). Konttilukin keskilinjan (14) tulisi sijaita laiturinosturin (4) keskilinjalla (13) kun kontti lasketaan maahan, jotta laiturinosturin (4) ei tarvitse liikkua kiskoilla (7) kontin (1) poimimiseksi. Laiturinosturin (4) runkoon on asennettu keilaavia laser-30 etäisyysantureita (17), joiden lähettämät laser-valokeilat (18,19) heijastuvat 23 kontinkäsittelykoneisiin (12) kiinnitetyistä heijastimista (20) ja mahdollistavat muun muuassa poikkeaman (16) mittaamisen ja kaistan (11) määrittämisen.

Kuva 3. Esittää erästä tapaa toteuttaa keksinnön mukainen heijastin (20).

5 Heijastimen (20) korkeustasot (Taso 1 ... Taso 4) on porrastettu portaan Hstep kerrannaisina. Laser-etäisyysanturin (17) lähettämät peräkkäiset laser-valokeilat (18, 19) n+1... n+6 heijastuvat heijastimen (20) eri korkeustasoilta. Laser-etäisyysanturin (17) mittaamat etäisyys-kulma -lukemat (R,a) muunnetaan trigonometrisesti suorakulmaiseen koordinaatistoon sijainti-10 korkeus (x,H) -lukemiksi.

Kuva 4. Esittää sivulta päin laiturinosturin (4) alla olevia kaistoja (11), joille kontin käsittelykoneet (12), esimerkiksi konttilukki tuovat kontteja (1). Laiturinosturin (4) runkoon on asennettu keilaavia laser-etäisyysantureita (17), 15 joiden lähettämät laser-valokeilat (18) heijastuvat kontinkäsittelykoneisiin (12) kiinnitetyistä heijastimista (20) ja mahdollistavat muun muassa kaistan (11) määrittämisen. Laser-etäisyysanturin (17) mittaamat etäisyys-kulma -lukemat (R,a) muunnetaan trigonometrisesti suorakulmaiseen koordinaatistoon sijainti-korkeus (x,H) -lukemiksi. Tämän jälkeen tutkitaan, osuuko ik-20 kunoihin (23) heijastuksia, jotka voitaisiin tulkita heijastimiksi (20).

Kuva 5. Esittää erästä mahdollista keksinnön toteutusmenetelmää, jolla heijastimesta (20) mitatut hyväksytyt korkeusarvot (Hn+1... Hn+6 = pisteikkö P) luokitellaan suhteellisille tasoille Taso 1 ... Taso 4. Pistettä Hn ei hyväksytä 25 Pisteikköön P, koska korkeuserotus dH on liian suuri. Taso 1 kiinnitetään suurimman mitatun korkeusarvon Hmax mukaan siten että Tasojen 1 ja 2 pää-tösrajapinta on arvon Hstep/2 verran alempana kuin suurin mitattu korkeus-arvo Hmax.

30 Kuva 6. Esittää erästä mahdollista algoritmia keksinnön toteuttamiseksi, jolla tutkitaan, osuuko kuvan 4 mukaiseen (x,H)-ikkunaan (23) keilaavien laser- 24 etäisyysantureiden (17) mittaamia lukemia (R,a), jotka voitaisiin tulkita hyväksytyiksi heijastimiksi (20).

Kuva 7. Esittää erästä tapaa toteuttaa keksinnön mukainen heijastin (20), 5 joka mahdollistaa kontinkäsittelykoneen (12) sijainnin poikkeaman (16) mittaamisen laiturinosturin (4) keskilinjalta (13). Kuvan 7 mukaisessa heijastimessa (20) on kalteva osa (24), jonka ansiosta laser-valokeilojen 1 ja 2 välinen korkeusero dH muuttuu lineaarisesti kontinkäsittelykoneen (12) liikkuessa kulkusuunnassaan y.

Claims (7)

1. 25
2. 1. Järjestelmä, jolla määritetään, millä kaistalla (11) kontinkäsittelykone (12) sijaitsee laiturinosturin (4) tai vastaavan nosturin alla ja/tai määritetään kon- 5 tinkäsittelykoneen (12) oikea sijainti ajosuunnassaan (y) suhteessa laiturinos-turiin (4) tai vastaavaan nosturiin, kun kontinkäsittelykone (12) tuo kontteja (1) nosturille (4) tai hakee kontteja (1) nosturilta (4), tunnettu siitä, että nosturiin (4) on asennettu vähintään yksi keilaava laser-etäisyysanturi (17) tai vastaava etäisyysmittalaite ja kontinkäsittelykoneisiin (12) on asennettu 10 yksi tai useampia heijastimia (20), joiden korkeusprofiilia (Hp) käytetään oikean sijainnin määrittämiseen ja/tai kontinkäsittelykoneen (12) tunnistamiseen ja erottamiseen muista kontinkäsittelykoneista (12').
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjes-15 telmä pystyy palvelemaan useita kontinkäsittelykoneita (12) samanaikaisesti.
4. 3. Jonkin patenttivaatimuksen 1-2 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kontinkäsittelykoneessa on useampi kuin yksi heijastin (20), joiden yhdistelmää käytetään kontinkäsittelykoneen (12) identiteetin tunnistamiseen. 20
5. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin yhdessä heijastimessa (20) on ajosuunnassa (y) korkeudeltaan (H) kalteva osa (24).
6. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ainakin yhdessä heijastimessa (20) on ajosuuntaa vastaan kohtisuorassa suunnassa (x) askelmaisesti muuttuvia vakiokorkeustasoja (Taso 1 ...Taso n). 1 Patenttivaatimuksen 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että laseran-30 turin (17) mittaamat korkeusarvot (H) sovitetaan ennalta tunnettuihin vakio-korkeustasoihin (Taso 1 ... Taso n). 26
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että vakio-korkeustasoille (Taso 1 ... Taso n) sovitettuja mittauksia verrataan tietokoneelle ohjelmoituihin eri heijastimia (20) vastaaviin etukäteen tunnettuihin vaihtoehtoihin. 27