FI125689B - Kuorman käsitteleminen kuormankäsittelylaitteella - Google Patents

Kuorman käsitteleminen kuormankäsittelylaitteella Download PDF

Info

Publication number
FI125689B
FI125689B FI20126027A FI20126027A FI125689B FI 125689 B FI125689 B FI 125689B FI 20126027 A FI20126027 A FI 20126027A FI 20126027 A FI20126027 A FI 20126027A FI 125689 B FI125689 B FI 125689B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
container
load
distance
gripping means
camera
Prior art date
Application number
FI20126027A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20126027A (fi
Inventor
Kari Tapani Rintanen
Original Assignee
Konecranes Global Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to FI20126027A priority Critical patent/FI125689B/fi
Application filed by Konecranes Global Oy filed Critical Konecranes Global Oy
Priority to BR112015007476A priority patent/BR112015007476A2/pt
Priority to ES13843984T priority patent/ES2721008T3/es
Priority to AU2013326359A priority patent/AU2013326359C1/en
Priority to PCT/FI2013/050955 priority patent/WO2014053703A1/en
Priority to CN201380061728.9A priority patent/CN104812693B/zh
Priority to TR2019/04821T priority patent/TR201904821T4/tr
Priority to JP2015533655A priority patent/JP6167179B2/ja
Priority to PL13843984T priority patent/PL2903925T3/pl
Priority to MYPI2015000811A priority patent/MY178662A/en
Priority to CA2886780A priority patent/CA2886780A1/en
Priority to RU2015112902/11A priority patent/RU2600974C1/ru
Priority to UAA201503981A priority patent/UA114641C2/uk
Priority to MX2015004102A priority patent/MX2015004102A/es
Priority to EP13843984.9A priority patent/EP2903925B1/en
Priority to US14/432,716 priority patent/US9796563B2/en
Publication of FI20126027A publication Critical patent/FI20126027A/fi
Priority to PH12015500715A priority patent/PH12015500715B1/en
Priority to SA515360216A priority patent/SA515360216B1/ar
Application granted granted Critical
Publication of FI125689B publication Critical patent/FI125689B/fi

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/46—Position indicators for suspended loads or for crane elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/50—Depth or shape recovery
    • G06T7/55—Depth or shape recovery from multiple images
    • G06T7/593—Depth or shape recovery from multiple images from stereo images
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/87—Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S17/894—3D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10028—Range image; Depth image; 3D point clouds

Description

Kuorman käsitteleminen kuormankäsittelylaitteella
Keksinnön tausta
Keksintö liittyy kuorman käsittelyyn tarttujalla ja erityisesti kuorman käsittelyyn tartuntavälineillä, jotka kiinnittyvät yhteen tai useampaan kuorman kiinnityspisteeseen.
Valtaosa kansainvälisestä merirahdista kuljetetaan nykyään konteissa. Kontit ovat standardimittaisia, laatikkomaisia kuljetusyksiköltä, pituudeltaan joko 20, 40 tai 45 jalkaa. Kontin leveys on noin 2,5 metriä ja kontin tyypillisimmät korkeudet ovat noin 2,6 metriä ja 2,9 metriä.
Kontit on varustettu standardoiduilla kulmapaloilla (corner casting), joista konttia voidaan nostaa ja kantaa erilaisten konttinosturien toimesta. Konttinosturissa on tyypillisesti nostoköysien tai -ketjujen varaan ripustettu konttitarttuja (spreader), joka säädetään teleskooppimaisella mekanismilla poimittavan kontin pituuden mukaisesti esimerkiksi 20 tai 40 jalan mittaiseksi. Konttitarttujan kulmissa sijaitsevat erityiset kääntyvät konttikarat (twist-lock), joilla konttiin tartutaan. Kontin kulmapaloissa on standardimuotoiset reiät, joihin konttitarttujan konttikarat sovitetaan. Kun konttinosturi laskee konttitarttujan kontin päälle siten, että konttitarttujan kaikki neljä konttikaraa osuvat kulmapa-lojen reikiin, voidaan konttikaroja tämän jälkeen kääntää 90 astetta, jolloin konttikarat lukittuvat kulmapaloihin. Kontti voidaan tämän jälkeen turvallisesti nostaa ilmaan konttitarttujan varassa.
Kontteja voidaan pinota päällekkäin, tyypillisesti esimerkiksi 5 kappaletta päällekkäin. Tällöin voidaan suuri määrä kontteja varastoida pienelle maa-alueelle, esimerkiksi konttisatamassa. Konttien pinoaminen on suoritettava huolellisesti, siten että pinottavan kontin pohjassa olevat kulmapalat osuvat alemman kontin katossa olevien kulmapalojen päälle vähintään noin 5 senttimetrin tarkkuudella. Muussa tapauksessa on vaarana, että konttipino kaatuu.
Eräs tyypillinen konttien poimimiseen ja pinoamiseen käytettävä konttinosturi on nimeltään konttipukkinosturi (Gantry Crane), kuvio 1, joka voi liikkua joko kiskoilla (RMG, Rail Mounted Gantry Crane), tai kumipyörillä (RTG, Rubber Tyred Gantry Crane). Konttipukkinosturia käytettäessä varastoitavat kontit (1) sijoitetaan riveihin (a, b, c, d, e) konttipukkinosturin (14) jalkojen väliin, siten että konttipukkinosturin jalkojen välissä on tyypillisesti 6-8 riviä kontteja vierekkäin, joissa voi tyypillisesti olla esimerkiksi 5 konttia pinottuna päällekkäin. Konttien ja konttirivien välille jätetään tällöin tyypillisesti 30 - 50 senttimetrin suuruinen rako konttien käsittelemisen helpottamiseksi. Tyypillisesti konttipukkinosturin jalkojen väliin jätetään ajoväylä (f), jota myöten kontteja voidaan ajaa konttipukkinosturin alle pinottavaksi riveihin (a, b, c, d, e).
Konttipukkinosturissa konttitarttuja (2) on nostoköysillä (16) ripustettu erityiseen nostovaunuun (15, trolley), jota voidaan ajaa konttinosturin sivusuunnassa eri sijainteihin ja näin käsitellä kontteja eri riveillä. Konttirivien pituus saattaa olla jopa satoja metrejä, eli useita kymmeniä 20 tai 40 jalan kontteja peräkkäin. Laivanosturi (Ship-To-Shore Crane) on erityisesti suunniteltu konttien nostamiseen laivaan ja laivasta pois. Tällöin nosturin nostovaunu kykenee liikkumaan ulokemaista siltaa myöten myös käsiteltävän laivan päälle.
Eräs toinen tyypillinen konttinosturi on nimeltään konttilukki (Straddle Carrier), joka liikkuu kumipyörillä ja on huomattavasti kapeampi kuin kontti-pukkinosturi. Konttilukin jalkojen väliin mahtuu vain yksi rivi kontteja, jossa voi tyypillisesti olla 3-4 konttia pinottuna päällekkäin. Nyt konttirivien väliin jätetään huomattavasti suurempi rako, jopa 1.5 metriä, jotta konttilukin renkaat mahtuvat ajamaan konttirivien välissä.
Konttinosturin konttitarttujaan (2) on usein rakennettu vielä erityinen hienosiirtomekanismi, jolloin esimerkiksi konttitarttujan ripustuksen vinoköysien (17) tai erilaisten hydrauliikkasylinterien avulla voidaan konttitarttujan vaakasuuntaista sijaintia ja kiertymää ohjata, ilman että nostovaunua (15) tai kont-tinosturia (14) kokonaisuudessaan tarvitsee ajaa tai siirtää. Tällä ominaisuudella pyritään helpottamaan ja nopeuttamaan konttien poimimista ja pinoamista päällekkäin.
Mikäli konttitarttujan hienosiirtomekanismi on toteutettu esimerkiksi vinoköysillä (17) joita on tyypillisesti neljä kappaletta, eli yksi jokaista kontin kulmaa varten (Kuvio 7), synnytetään tällöin vinoköysiin esimerkiksi sähkö-moottoreilla haluttu voima tai voimien erotus, joka siirtää konttitarttujaa (2) vaakasuunnassa (x, y) haluttuun suuntaan tai kiertää (skew) konttitarttujaa haluttuun suuntaan. Konttilukin hienosiirtomekanismi toteutetaan yleensä erilaisilla hydrauliikkasylintereillä.
Konttien käsittelyssä kontinkäsittelykoneella, kuten edellä mainituilla konttinostureilla, kuljettajalta vaaditaan suurta tarkkuutta useissa työvaiheissa. Esimerkit työvaiheista käsittävät konttiin tarttumisen ja kontin pinoamisen toisen kontin päälle.
Kontin poimimiseksi on konttitarttuja ohjattava vaakasuunnassa tarkasti poimittavan kontin päälle, joko hienosiirtomekanismia käyttäen tai nosto-vaunua tai konttinosturia kokonaisuudessaan siirtäen, siten että laskettaessa tarttuja kontin päälle, konttitarttujan kaikki neljä konttikaraa osuvat tarkalleen kontin kulmapalojen reikiin. Työvaihe on kontinkäsittelykoneen kuljettajalle työläs. Poimimista helpotetaan joissakin tapauksissa tarttujaan asennetuilla mekaanisilla ohjureilla. Ohjurit vaikeuttavat kuitenkin työskentelyä ahtaissa kontti-kuiluissa.
Kontin pinoamiseksi toisen kontin päälle, on konttitarttuja ja siinä riippuva kontti ohjattava tarkasti alemman kontin päälle, joko hienosiirtomeka-nismia käyttäen, tai nostovaunua tai konttinosturia kokonaisuudessaan siirtäen, siten että laskettaessa ylempi kontti kiinni alempaan konttiin, ylemmän kontin pohjassa olevat kulmapalat osuvat mahdollisimman tarkasti alemman kontin kulmapalojen päälle. Tavoiteltava pinoamistarkkuus on tyypillisesti noin 3 cm. Kuten asiantuntija ymmärtää, tämä työvaihe vaatii kontinkäsittelykoneen kuljettajalta kontin poimimista enemmän aikaa ja tarkkuutta, koska nyt ei kontin kohdistamista alemman kontin päälle voida helpottaa esimerkiksi yksinkertaisilla mekaanisilla ohjaimilla, kuten edellä mainituilla ohjureilla.
Konttinostureiden toimintaa automatisoidaan nykyään yhä suuremmissa määrin siten, että konttinosturin kuljettajan työtä nopeutetaan ja helpotetaan esimerkiksi tietokoneohjauksen avulla. Kun automaatiota viedään pidemmälle, voidaan kuljettaja jopa poistaa kontinkäsittelykoneesta, jolloin kontinkä-sittelykone toimii joko kauko-ohjauksen avulla ja/tai täysin itsenäisesti tietokoneen ohjaamana. Työvaiheita voidaan usein myös suorittaa joustavasti siten, että mikäli automaattinen työvaihe jossakin tapauksessa epäonnistuu, voi kau-ko-ohjaaja tällöin suorittaa työvaiheen poikkeuksellisesti kauko-ohjauksella. Esimerkiksi tällaisessa tilanteessa olisi edullista että käytettävä teknologia sopeutuisi joustavasti sekä kuljettajaa avustavaksi toiminnoksi, että tietokoneen ohjaamaksi automaattiseksi toiminnoksi.
Eräs ennalta tunnettu ratkaisu, jolla pyritään avustamaan kuljettajaa konttiin tarttumiseksi, hyödyntää konttitarttujaan asennettuja alaspäin suunnattuja CCD-kameroita (Charge-Coupled Device -kameroita), joiden välittämän videokuvan avulla kuljettaja pystyy keskittämään konttitarttujan kontin päälle. Menetelmä ei kuitenkaan sovellu toiminnan automatisoimiseen, sillä kuvankäsittelyalgoritmit joilla kontin sijaintia voitaisiin kamerakuvasta havaita, toimivat epäluotettavasti erilaisissa sää- ja valaistusolosuhteissa. Menetelmä ei myöskään sovellu konttien pinoamiseen, sillä kontteja pinottaessa kamera-anturi on varsin kaukana alemmasta kontista. (3 metriä), ja lisäksi ylempi kontti peittää kuljettajalta näkyvyyden joko suurimmaksi osaksi tai kokonaan. Lisäksi ylempi kontti varjostaa alempaa konttia, jolloin konttikuilu on hyvin pimeä. Tällöin alemman kontin erottuminen videokuvasta on erittäin vaikeaa.
Keksinnön lyhyt selostus
Keksinnön tavoitteena on siten kehittää menetelmä ja menetelmän toteuttava laitteisto siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoite saavutetaan menetelmällä, järjestelyllä ja tietokoneohjelmatuot-teella, joille on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.
Erään näkökohdan mukaisesti on järjestetty menetelmä kuorman käsittelemiseksi kuormankäsittelylaitteella, joka käsittää tartuntavälineet kuorman ainakin yhteen kiinnityspisteeseen tarttumiseksi, jolloin menetelmässä määritetään tartuntavälineissä etäisyyskartta, jonka alueella kuvataan osaa kuorman siitä alueesta, johon tartuntavälineet kiinnittyvät ja/tai jonka päälle toinen kuorma pinotaan, sekä kuorman ympäristöä.
Erään toisen näkökohdan mukaan on järjestetty järjestely, joka käsittää välineet, suorittamaan minkä tahansa näkökohdan mukaisen menetelmän.
Erään toisen näkökohdan mukaan on järjestetty tietokoneohjelma-tuote, joka käsittää ohjelmakäskyjä, jotka saavat laitteen, esimerkiksi kuor-mankäsittelylaitteen, suorittamaan minkä tahansa näkökohdan mukaisen menetelmän, kun ne ladataan laitteeseen.
Erään toisen näkökohdan mukaisesti on järjestetty menetelmä kuormankäsittelylaitteen päivittämiseksi, jolloin asennetaan erään näkökohdan mukainen järjestely tai erään näkökohdan mukainen tietokoneohjelmatuote kuormankäsittelylaitteeseen. Keksintö perustuu siihen, että käsiteltävän kuorman osasta, johon kiinnitytään, tai jonka päälle toinen kuorma pinotaan, muodostetaan etäisyyskartta. Etäisyyskartta määrittää useita karttapisteitä, joilla on etäisyysarvo. Etäisyys käsittää edullisesti etäisyyden yhdessä kuorman liikesuunnassa, esimerkiksi pystysuunnassa, jolloin kuormaa voidaan ohjata etäi-syyskartan perusteella, esimerkiksi pystysuunnassa, ja/tai muissa liikesuunnissa, jotka voivat olla kohtisuoria pystysuunnan kanssa. Edelleen etäisyyskartta voi määrittää kannettavan kuorman alueen, jolloin kannettavaa kuormaa voidaan liikuttaa havaitsemalle etäisyyskartan kannettavan kuorman ulkopuolista aluetta.
Keksinnön mukaisen menetelmän ja järjestelyn etuna on, että käsiteltävää kuormaa voidaan havainnoida tarkasti sen oleellisilta osilta. Lisäksi havainnointi voidaan helposti ja joustavasti suorittaa joko ihmisen tai tietokoneen toimesta. Havainnoitavan alueen ollessa rajoitettu vain osaan käsiteltävästä kuormasta voidaan havaintotiedon käsittely pitää yksinkertaisena, jolloin myös havaintovirheiden määrä voidaan pitää pienenä. Muut edut ja/tai hyödyt käyvät ilmi jäljempänä seuraavasta selostuksesta, joissa eri suoritusmuotoja kuvataan yksityiskohtaisemmin.
Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:
Kuvio 1 esittää konttipukkinosturin pinoamassa konttia alemman kontin päälle;
Kuvio 2 esittää 3D-kameran kuvakennoa;
Kuvio 3 esittää erästä keksinnön mukaista järjestelyä;
Kuvio 4 esittää erästä keksinnön mukaista järjestelyä ja sen toimintaa, kun kuormaa poimitaan;
Kuvio 5 esittää erästä keksinnön mukaista järjestelyä ja sen toimintaa, kun kuorma on kiinnitettynä tarttujaan;
Kuvio 6 esittää erästä keksinnön mukaista järjestelyä ja sen toimintaa, kun kuormaa pinotaan;
Kuvio 7 esittää erästä tapaa toteuttaa konttitarttujan (2) automaattista ohjaamista etäisyyskarttojen alueiden perusteella;
Kuvio 8 esittää menetelmää kuorman pinoamiseksi, erään suoritusmuodon mukaisesti;
Kuvio 9 esittää menetelmää kuorman käsittelemiseksi, kun kuormaa ohjataan nosturin koordinaatistossa ja konttitarttujan koordinaatistossa mitatun etäisyyskartan perusteella, erään suoritusmuodon mukaisesti; ja
Kuvio 10 esittää erästä laitetta esillä olevien suoritusmuotojen järjestelyjen toteuttamiseksi.
Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Eräs suoritusmuoto perustuu etäisyyskartan määrittämiseen. Etäi-syyskartta käsittää useita sijaintipisteitä kaksiulotteisessa (2D) tasossa ja si-jaintipisteisiin liittyvää etäisyystietoa. 2D-taso voidaan määrittää esimerkiksi kuorman tartuntavälineiden käyttämän koordinaatiston perusteella. Koordinaa tisto voi olla esimerkiksi karteesinen koordinaatisto, jolla on x- ja y- akselit, jolloin 2D-taso voidaan määrittää x-ja y-akselien määräämänä tasona. Tällöin si-jaintipiste voidaan määrittää 2D-tasossa koordinaattiakselien arvoilla (x, y).
Edullisesti etäisyystieto käsittää tietoa etäisyyksistä suunnassa, joka on oleellisesti kohtisuora 2D-tasoon. Kun 2D-taso määritetään karteesisen koordinaatiston x- ja y-akselein, etäisyystieto voi käsittää saman koordinaatiston z-akselin arvoja.
Esillä olevissa suoritusmuodoissa kuormaa käsitellään tartuntaväli-neillä, joilla kuormaan kiinnitytään. Esimerkit tartuntavälineistä käsittävät kontti-tarttujan ja/tai koukun. Kuorman käsittely voi käsittää kuorman poimimisen, jolloin tartuntavälineillä kiinnitytään kuormaan ja/tai kuorman pinoamisen, jolloin tartuntavälineiden kantama kuorma lasketaan toisen kuorman päälle.
Esillä olevat suoritusmuodot soveltuvat käytettäväksi kuormien, kuten konttien käsittelyssä, esimerkiksi poimittaessa konttia ja/tai pinottaessa kontteja. On huomioitava, että esillä olevia suoritusmuotoja voidaan soveltaa myös muiden kuormien käsittelyssä, joissa on yksi tai useampi kiinnityspiste niiden käsittelemiseksi. Kiinnityspisteet voivat olla kuormassa kiinteästi tai sellaiset voidaan muodostaa kuormaliinoilla, kuten kuormaliinoilla sidotuissa lau-takuormissa.
Keksinnön eräs suoritusmuoto perustuu Time-of-Flight (ToF) kameroiden käyttöön. ToF-kamera on esimerkki 3-ulotteisesta (3D) kamerasta. 3D-kamerat tuottavat 2-ulotteisen (2D) kuvan ja 2D-kuvan pisteisin liittyvää etäi-syystietoa. 2D-kuvan pisteet voidaan määrittää pikseleinä, joihin kuhunkin liittyy paitsi valon kirkkausarvo (I) myös mahdollisesti väritietoa (RGB). 3D-kamera, kuten ToF kamera liittää 2D-kuvan pisteisiin mitatun etäisyyden (D) kameran kuvakennolta kuvapikselissä näkyvään kohteeseen. Kuvaamme seu-raavassa ToF-kameran toimintaperiaatetta hiukan tarkemmin siinä laajuudessaan kuin on tarpeellista keksinnön ymmärtämiseksi.
Tavanomainen CCD-kamera (Charge-Coupled Device) sisältää puolijohdetekniikalla valmistetun valoherkän kennon joka sisältää valoherkkiä fotodiodeja järjestettynä säännölliseen rasteriin (7), kuvio 2. Tässä rasterissa, esimerkiksi nykyaikaisessa kuuden megapikselin kamerassa, voi parhaimmillaan olla jopa esimerkiksi 2816 riviä ja 2112 saraketta. Yhtä tällaista valoherkkää fotodiodia nimitetään pikseliksi (13). Kun tällainen fotodiodi altistetaan tyypillisesti linssin läpi ohjatulle valolle, mittaa fotodiodi vastaanottamansa valon säteilyn intensiteetin (I). Tavanomainen CCD-kamera mittaa siis valon intensiteetin jokaisessa rasterin (7) pikselissä (13).
Yksittäinen valoherkkä fotodiodi ei tyypillisesti näe värejä, mutta valoherkän diodin päälle voidaan asettaa erivärisiä värisuotimia, jolloin CCD-kameralla voidaan mitata myös kuvan värejä. Värisuotimet ovat yleensä punainen, vihreä ja sininen (R,G,B). Yhteenvetona voidaan tiivistää tavanomaisen CCD-kameran mittaavan jokaiselle kuvarasterin pikselille (13) seuraavat arvot: (I,R,G,B), joista väri-informaatio tosin usein jätetään tarpeettomana pois.
Nykyisin CCD-kennot korvautuvat yhä useammissa sovelluksissa CMOS-kennoilla (Complementary Metal-Oxide Semiconductor -kennoilla), jotka perustoiminnaltaan ovat samanlaisia, mutta valon intensiteetin mittaus, mm. A/D (analogi-digitaali) -muunnos suoritetaan kennopiirillä itsessään, kun se CCD-kennoja käytettäessä suoritetaan kennopiirin ulkopuolella.
Time-of-Flight (ToF) kamera poikkeaa tavanomaisesta CCD (ja CMOS)-kamerasta siten että kun tavanomainen kamera mittaa ympäristöstä saapuvaa valoa, ToF-kamera tuottaa mittaamansa valon itsenäisesti ja tätä tarkoitusta varten valaisee kohteen omalla valonlähteellään. Tämän lisäksi ToF-kamera mittaa sen ajan, joka sen tuottamalta valolta kuluu kulkea kuvassa näkyvään kohteeseen ja palata heijastumisen jälkeen takaisin kameran kuva-kennolle. Tämän kulkuajan mittauksen ToF-kamera tekee erikseen jokaiselle kuvakennon (7) pikselille (13) (n,m). ToF-kamera tuottaa siis kuva-alueestaan (7) tavanomaisen kuvan, eli intensiteettikartan l(n,m) ja mahdollisen värikartan R(n,m), G(n,m), B(n,m) lisäksi myös etäisyyskartan D(n,m).
Esillä olevissa suoritusmuodoissa kulkuajan mittaus voidaan toteuttaa esimerkiksi ToF-kamerassa siten, että kohteeseen lähetettävää valoa moduloidaan RF-kantoaallolla (radiotaajuisella kantoaallolla) ja kohteesta palautuneen heijastuneen valon vaihetta verrataan alkuperäisen RF-kantoaallon vaiheeseen, jolloin voidaan määrittää lähetetyn ja heijastuneen valon välinen vaihesiirto. Vaihesiirto voidaan määrittää jokaisessa kuvapikselissä itsenäisesti. Vaihesiirron perusteella voidaan määrittää valon kulkuaika kamerasta kohteeseen ja takaisin jokaiselle kuvapikselille erikseen. Lopulta kohteen etäisyys (D) kuhunkin kuvapisteeseen lasketaan käyttäen hyväksi valon tunnettua etenemisnopeutta. ToF-kamera voi suorittaa kuvatunlaisen etäisyydenmittauksen jopa 100 kertaa sekunnissa. ToF-kamerat kykenevät mittaamaan etäisyyksiä nykyään tyypillisesti noin kuuteen metriin asti. On huomioitava, että etäisyys voidaan mitata edellä kuvatulla tavalla myös joukolle kuvapisteitä, esimerkiksi keskiarvoistamalla pikselijoukon vaihesiirtoja tai valitsemalla yksi pikselijoukos-ta yhteen liittyneitä pikseleitä edustamaan pikselijoukon muodostamaa aluetta.
ToF-kamera mittaa etäisyystiedon D lisäksi tyypillisesti myös normaalin mustavalkoisen tai värillisen kamerakuvan. Yhteenvetona voidaan tiivistää ToF-kameran mittaavan jokaiselle kuvarasterin (7) pikselille (13) seuraavat arvot: (I,R,G,B,D), missä D on 3D-etäisyys kameran kuvakennolta kuvapikse-lissä (13) näkyvään kohteeseen. Usein kuitenkin väri-informaatio jätetään tarpeettomana pois.
ToF-kameroiden nykyinen resoluutio on vielä suhteellisen vaatimaton, tyypillisesti esimerkiksi 320 kertaa 240 pikseliä, mutta tämä resoluutio mahdollistaa jo useita teknisiä sovelluksia. Tyypillisillä linssiratkaisuilla yhden pikselin koko vastaa noin 1 mm.-1 cm kokoa mittauskohteessa. Kuvatunlainen ToF-kamera on erityisen sovelias liikkuvien työkoneiden sovelluksiin, sillä se ei sisällä lainkaan liikkuvia mekaanisia osia ja kestää näin hyvin esimerkiksi kont-titarttujaan (2) kohdistuvia iskuja.
Kuten asiantuntija ymmärtää, keksinnön mukaisen menetelmä ja laitteisto voidaan toteuttaa myös muilla kuin ToF tekniikalla toteutetulla 3D-kameralla, joka tuottaa korkealla taajuudella, esimerkiksi 10 Hz tai suuremmalla taajuudella, vähintään etäisyysinformaation (D) kuvattavaan kohteen kuva-pikseleihin ja joissakin suoritusmuodoissa vähintään intensiteetti- ja etäisyysinformaation (I,D) kuvattavan kohteen kuvapikseleihin.
Esimerkit sopivista tekniikoista 3D-kameran toteuttamiseksi käsittävät mm. plenoptisen kameran ja stereokameraparin. Plenoptisessa kamerassa asennetaan erityinen mikrolinssien hila kuvakennon eteen. Plenoptisella kameralla voidaan kuva esimerkiksi jälkikäteen tarkentaa halutulle etäisyydelle. Vastaavasti voidaan stereokameraparilla ajatella tuotettavan intensiteetti ja etäi-syystietoa (I,D). On kuitenkin todettava että stereokamerapari on vaadittavasta stereokannasta johtuen fyysiseltä kooltaan suuri käytettäväksi nyt kuvattavassa keksinnössä, sekä etäisyysinformaation D määrittäminen jokaiselle kuva-pikselille on epävarmempaa johtuen stereosovitusalgoritmien rajallisesta toimintakyvystä.
Kuvio 1 esittää konttipukkinosturin (14) pinoamassa konttia (T) alemman kontin (1) päälle. Kontit (1) varastoidaan tyypillisesti pitkiin riveihin konttipukkinosturin (14) jalkojen väliin. Konttipinojen välille jätetään tyypillisesti 30-50 senttimetrin rako. Konttipukkinosturi (14) tarttuu konttiin erityisellä kontti-tarttujalla (2) joka riippuu konttipukkinosturin nostovaunusta (15) nostoköysien (16) varassa. Nostoköysiä (16) lyhentämällä ja pidentämällä nostetaan ja lasketaan kannettavaa konttia (1’). Kannettavaa konttia (1’) voidaan siirtää vaaka-suunnissa joko nostovaunua (15) tai pukkinosturia (14) liikuttaen tai erityisen hienosiirtomekanismin avulla, joka voidaan toteuttaa esimerkiksi vinoköysien (17) avuilla. Vinoköysillä (17) luodaan konttitarttujaan (2) sivuttaisia voimia, jotka siirtävät ja/tai kiertävät konttitarttujaa (2).
Kuvio 2 esittää 3D-kameran (3), esimerkiksi Time-of-Flight (ToF)-kameran kuvakennoa (7). Kuvakenno käsittää useita pikseleitä (13), jotka vastaanottavat kuvattavasta kohteesta valoa. Kuvakennon pikselit muodostavat niitä vastaavan kameran kuva-alueen. Kuvakennossa pikselin vastaanottama tuleva valo muutetaan sähköiseksi signaaliksi. Sähköinen signaali voi käsittää etäisyystietoa kuvattuun kohteeseen, tietoa mitatusta valon intensiteetistä, ja väritietoa (esimerkiksi R,G,B) tai yhden tai useamman edellisen yhdistelmän. Tyypillisesti pikselit on järjestetty kennolle (7) säännöllisiin riveihin ja sarakkeisiin. 3D-kamera mittaa jokaiselle yksittäiselle pikselille (13) tyypillisesti seuraa-vat arvot: pikseliä vastaavan fotodiodin havaitseman valon intensiteetin (I), sekä joissakin tapauksissa myös erilaisten värisuotimien avulla mitatut värikom-ponentit (R,G,B). 3D-kamera mittaa lisäksi kameran lähettämän valon kulkuai-kaan perustuen kuvassa näkyvän kohteen 3D-etäisyyden (D), jokaista erillistä kuvapikseliä (13) n,m kohden. 3D-kamera tuottaa siis kuvakennollaan (7) tavanomaisen pysäytys (still)- ja/tai videokuvan lisäksi myös etäisyyskartan D(n,m).
Eräässä suoritusmuodossa 3D-kameran, kuten ToF-kameran kuva-kennolla muodostetaan etäisyyskartta. Kuvakennon pikselit mittaavat, sijainnissaan etäisyystietoa, jolloin kuvakennolla mitatut pikselit (n, m) muodostavat etäisyyskartan. Etäisyyskartta voidaan tallentaa muistiin, esimerkiksi Kuvion 7 tietokoneen (20) muistiin. Etäisyyskarttoja voidaan muodostaa useita ja useiden 3D-kameroiden toimesta. Etäisyyskartat voidaan tallentaa pysäytyskuvina (still-kuvina) tai videokuvana.
Kuvioissa 3, 4, 5, 6, 7, kuvattujen konttien sijaintia on havainnollistettu x, y - koordinaatistossa, jossa koordinaatiston x-akseli on asetettu kontin-tarttujan leveyssuuntaan ja y-akseli on asetettu konttitarttujan pituussuuntaan, jolloin kontin asema voidaan määrittää x-akselin arvona, ja y-akselin arvona ja koordinaatiston kiertymän avulla, esimerkiksi asteina. Edelleen, sijainti voi käsittää kontin pystysuuntaisen aseman z-akselin suunnassa, jolloin kiertymä voidaan määrittää z-akselin ympäri kiertymisenä.
Kuvio 3 esittää erästä keksinnön mukaista järjestelyä, jossa 3D-kameroita (3) on asennettu konttitarttujan (2) ulkokulmiin. 3D-kamerat voidaan asentaa yhteen, kahteen, kolmeen tai neljään ulkokulmaan. Suurempi määrä 3D-kameroita mahdollistaa suuremman tarkkuuden kontin käsittelyyn ja yksinkertaistaa kontin ohjaamista.
Konttitarttuja kiinnittyy kontteihin niiden kulmapaloista. Tällöin konttitarttujan ulkokulmaan asennettu 3D-kameran näkökenttä käsittää kannettavan kontin (T) sivuja ja kontin kulman, joita on havainnollistettu varjostetulla alueella (11). Konttitarttujassa riippuvan kontin alle jää alue (9,10), joka on peitossa 3D-kameralta (3). 3D-kameran kuva-alue ei siis sisällä tietoa kannettavan kontin alla olevista kohteista, kuten esimerkiksi toisen kontin katosta.
Eräässä suoritusmuodossa 3D-kamera asennetaan hiukan konttitarttujan ulkokehän ulkopuolelle sekä leveys (x)- että pituussunnassa (y). Sopiva asennuskohta on esimerkiksi 5-10 senttimetriä ulkokehän ulkopuolelle. Edullisesti 3D kameran näkökenttä suunnataan alaspäin, kohti käsiteltävää konttia. 3D-kameran asennussuunta on siis suuntaan josta konttitarttujaan kiinnitettävät kontit vastaanotetaan ja luovutetaan.
Kuvio 3 esittää erästä tällaisen kamera-anturin (3) asennusesimerk-kiä konttitarttujaan (2) ja anturin näkemää etäisyyskuvaa (7) pinottaessa konttia (T) toisen kontin (1) päälle. Anturin kattama kuva-alue (4) osuu tällöin osittain kannettavaan konttiin (T), sillä anturi (3) on asennettu hyvin lähelle kontin (T) ulkonurkkaa. Tällöin kamera-anturin kuva-alueen osa (10) käsittää kannettavan kontin (T). Tämä kuva-alue, käsittää kuvapisteitä kolmiomaisen alueen (11) sisällä olevasta kontin (T) kylkiosasta. Kamera-anturi mittaa kolmiomaiselle alueelle osuvien kuvapisteiden kuvapisteille etäisyysarvoja (D1), jotka vaih-televat nollan ja kontin korkeuden välillä. Vastaavasti kannettavan kontin (T) alle katveeseen jäävä kuva-alueen (4) alue (9) jää kokonaan anturin (3) näkemättä. Peittyvän kuva-alueen (10) laajuus muuttuu sen mukaan kuinka korkea kannettava kontti (T) on, sekä myös hiukan sen mukaan kuinka kannettava kontti on asettunut riippumaan konttitarttujan konttikarojen varaan. Sen sijaan alueen (9) ulkopuolelta alemman kontin (1) yläpinnalta (8) anturi (3) mittaa etäisyysarvoja (D2), jotka kertovat alemman kontin (1) etäisyyden anturista (3). Kuva-alueen (4,7) sisällä olevista ulommaisista pisteistä jotka eivät osu alempaan konttiin (1), mutta osuvat mahdollisesti maahan tai vielä alemmilla tasoilla sijaitseviin kontteihin (kuva-alan 7 alue, joka ei kuulu alueisiin 8 tai 10), mittaa anturi (3) etäisyysarvoja (D3), jotka ovat selvästi suurempia kuin etäisyysarvot (D2). Alue (8) saattaa ylemmän ja alemman kontin keskinäisestä asennosta riippuen olla neliskulmainen, L-kirjaimen muotoinen tai hävitä kokonaan alemman kontin kulman ollessa täysin piilossa ylemmän kontin alla. Mikäli alemman kontin (1) vierellä on muita kontteja, saattaa anturi (3) saada etäisyyteen D2 verrattavissa olevia etäisyyslukemia myös kuva-alueen (4,7) ulkoreunoilta, mutta koska pinottavien konttien välille jätetään noin 30...50 senttimetrin suuruinen rako, voidaan nämä ulkopuolelta tulevat lukemat erottaa alueesta (8) ja hylätä virheellisinä.
Kameran kuva-alueeseen (4,7) mahdollisesti osuva alempi kontti (1) saattaa näkyä kamerakuvassa osittain (8) ylemmän kontin alta. 3D-kamera mittaa katveeseen (9) jäävällä kuva-alueella (10) etäisyyksiä D1, joissa kameran pikselien kohteina ovat kannettavan kontin sivut alueella (11). Tällöin 3D-kameran mittaamat etäisyydet D1 katveeseen jäävällä alueella (10) ovat siis kannettavan kontin korkeuden rajoittamia ja mitattavat etäisyydet rajoittuvat kannettavan kontin alareunaan. Etäisyydet D1 ovat siis esimerkiksi suoralla etäisyydellä lyhyempiä tai kutakuinkin yhtä suuria kuin kontin (T) korkeus h. Vastaavasti 3D-kamera mittaa kuva-alueelta (8) etäisyyksiä D2, jotka ovat suurempia kuin kontin (T) korkeus. Nämä etäisyydet mitataan kuva-alueen siitä osasta, joka on katvealueen ulkopuolella (8). Katvealueen ulkopuolelle jäävä alue voi käsittää kannettavan kontin alle jäävän kontin ja/tai muita kohteita.
Kun kannettava kontti on ilmassa, katvealueen ja katvealueen ulkopuolisen alueen raja voidaan määrittää esimerkiksi kuva-alueelta mitattujen etäisyyksien muutoksen perusteella. Muutos voidaan havaita kahden vierekkäisen pikselin etäisyysarvojen tiettyä kynnysarvoa suurempana muutoksena. Kun toinen pikseli sisältää etäisyystietona D(n,m) yläpuolella olevan kontin sivusta (11) mitatun etäisyystiedon, seuraava pikseli on katvealueen ulkopuoliselta alueella 3D-kameran kuva-alueella ja sisältää etäisyysarvon, joka on kynnysarvoa suurempi kuin kontin sivusta mitattu etäisyystieto. Kynnysarvo voidaan valita toivotun erottelukyvyn mukaan.
On myös mahdollista valita kynnysarvo katvealueen ja katvealueen ulkopuolisen alueen rajan määrittämiseksi kontin korkeuden perusteella. Kontin korkeudet ovat standardoituja, jolloin katvealueen raja voidaan määrittää vertaamalla kontin sivusta mitattuja etäisyyksiä kontin tunnettuun korkeuteen.
Edelleen on huomioitava, että rajan määrittämistä voidaan tukea yleisesti vierekkäisten pikselien sisältämän tiedon muutoksilla suhteessa kyn- nysarvoon. Pikselien sisältämää tietoa, kuten etäisyys, intensiteetti ja/tai väri-tietoa voidaan verrata niille kullekin asetettuihin vastaaviin kynnysarvoihin.
Edelleen katvealueen ja sen ulkopuolelle jäävän alueen raja voidaan määrittää käsittelemällä 3D-kameralla pikselille mitattua tietoa. Vierekkäisten pikselien etäisyystietoa, intensiteettitietoa ja/tai väritietoa voidaan esimerkiksi derivoida ja verrata derivaatan arvoa derivaatan kynnysarvoon.
3D-kameran kuva-alue (7) voi käsittää katvealueen (10), jonka alla oleva alue (9) ei kuulu 3D-kameran näkökenttään (4) ja katvealueen ulkopuolisen alueen (12, 8), joka voi käsittää kuvapisteitä katvealuetta ympäröivistä kohteista, kuten konttien, lattian tai maan pinnoista.
Viitaten kuvioon 3, kuva-alueen (7) valkoinen alue vastaa 3D-kameran näkökentän (4) sitä osaa, joka on katvealueen ulkopuolella ja edelleen katvealueen ulkopuolella 3D-kameran näkökentässä sijaitsevan kontin (1) ulkopuolella. Tältä alueelta 3D-kamera mittaa etäisyyksiä D3, jotka ovat suurempia kuin etäisyydet D2 ja edelleen suurempia kuin etäisyydet D1, joita mitataan katvealueen muodostavasta kannettavasta kontista (T).
Kuvioissa 4, 5, 6 kuorma käsittää kontin (1, T), jota käsitellään kont-titarttujalla (2). Kuvio 4 esittää erästä keksinnön mukaista järjestelyä ja sen toimintaa, kun kuormaa poimitaan. Kuvio 5 esittää erästä keksinnön mukaista järjestelyä ja sen toimintaa, kun kuorma on kiinnitettynä konttitarttujaan, ja kuvio 6 esittää erästä keksinnön mukaista järjestelyä ja sen toimintaa, kun kuormaa pinotaan.
Kuviossa 4, 5 ja 6 konttitarttujan (2) ulkokulmiin on asennettu 3D-kamerat (3). Kunkin kameran näkökenttä (4) on havainnollistettu kuva-alueella (4). 3D-kameroiden kuva-alueista on muodostettu kokoelma (6). Kokoelmassa kuva-alueiden muodostamien etäisyyskarttojen osat, jotka käsittävät käsiteltäviä kuormia, on eroteltu toisistaan ja ympäristöstään. Kuvien kokoelma muodostaa sommitelman, jossa etäisyyskarttojen osat, jotka käsittävät käsiteltävän kuorman on sijoitettu keskelle, ja etäisyyskarttojen osat, jotka ovat käsiteltävää kuormaa esittävien osien ulkopuolella, on sijoitettu sommitelman laidoille.
Kokoelma muodostetaan, kun 3D-kamerat (3) näkevät kontin (1, T) kulmat, niiden kameran näkökenttään (4) sijoittuvalta osalta (5,11). Konttitarttujaan kiinnittämättömän kontin 3D-kameran näkökenttään osuvat osat on esitetty kameran kuva-alueessa (7) viivoitettuina alueina (8). 3D-kamerat mittaavat etäisyyksiä (D) 3D-kameran näkökentässä oleviin kohteisiin (5, 11). Mitatut etäisyydet esitetään kunkin 3D-kameran kuva-alueessa (7) alueina (8, 10), jotka vastaavat näkökentän kohteita (5, 11).
Sommitelman avulla kontinkäsittelylaitteen kuljettaja pystyy selkeästi näkemään kontin kulmien aseman suhteessa toisiinsa myös esimerkiksi vaikeissa valaistusolosuhteissa konttipinojen muodostamissa pimeissä kuiluissa. Kuljettajalle voidaan esimerkiksi näyttää perinteinen kameran intensiteettikuva, johon on esimerkiksi värjätty eri värejä käyttäen kuvakenttien ne alueet (kuva-pikselit), joissa käsiteltävät kontit sijaitsevat (8,10). Värjätyt kuvakenttien osat voivat olla osittain läpinäkyvät, siten että perinteinen kameran intensiteettikuva on näkyvissä värjäyksen alta, tai sitten värjätyt kuvakentän osat (8,10) ovat täysin läpinäkymättömät. Kuljettajalle oleellisten alueiden, esimerkiksi (8), suhteellista kokoa ja havaittavuutta voidaan myös tietokoneella (20) graafisesti kasvattaa, siten että kuljettajan on helpompi havaita pienetkin sijaintipoik-keamat esimerkiksi ylemmän ja alemman kontin välillä. Mainittu ToF-kamera on erityisen sovelias kuvatunlaisen toiminnon toteuttamiseksi, sillä yksi ja sama kamera-anturi (3) tuottaa sekä normaalin kamerakuvan (eli intensiteettikar-tan l(n,m)), että etäisyyskartan D(n,m). Edullisesti 3D-kamerat on asennettu konttitarttujaan siten, että niiden näyttämä kuva kustakin kontin kulmasta kontin ollessa kiinnitettynä konttitarttujaan on symmetrinen muiden kameroiden kuvien kanssa. Tämä helpottaa toimintaa erityisesti kuljettajaa avustavassa toiminnossa, jolloin kuljettajan on helppo havaita symmetrinen tilanne. Symmetrisyys voidaan esimerkiksi saavuttaa, kun kontin alue (8) 3D-kameran kuva-alueessa on samanmuotoinen ja kokoinen kaikissa konttitarttujan 3D-kameroissa. Symmetrian eri muotoja ovat esimerkiksi kuvion matemaattinen peilaus suoran suhteen, sekä kuvion peilaus tai kierto pisteen suhteen. Tällainen asennus voidaan saavuttaa asentamalla kukin 3D-kamera samaan paikkaan suhteessa konttitarttujan ulkokulmaan, johon 3D-kamera kiinnitetään ja tarvittaessa skaalaamalla 3D-kameroiden kuvia. 3D-kameroiden kuva-alojen symmetrisyys kontin ollessa kiinnitettynä konttitarttujaan ja niistä useiden 3D-kameroiden kuva-aloista muodostettava sommitelma mahdollistavat konttitarttujan ohjaamisen, kun konttia poimitaan. Konttia poimittaessa konttitarttujaa voidaan siis ohjata kohti keskenään symmetrisiä 3D-kameroiden kuva-aloja.
Eräässä suoritusmuodossa 3D-kameroiden kuvista muodostetaan sommitelma (6), jossa 3D-kameroiden kuva-alojen osat, jotka käsittävät poimittavan kontin, on sijoitettu keskelle, ja kuva-alojen osat, jotka ovat käsiteltävää poimittavaa konttia esittävien osien ulkopuolella, on sijoitettu sommitelman lai doille. Eri 3D-kameroiden kuva-alojen väliin voidaan sommitelmassa jättää rakoa, jolloin kuva-alojen muodostama ruudukko muodostaa ristikon, joka erottaa kuvat toisistaan. On huomioitava, että ristikko ei ole välttämätön, vaan kuvat voidaan myös esittää sommitelmassa ilman välejä. Sommitelma mahdollistaa poimittavaa konttia esittävien kuva-alojen vertailun keskenään ja konttitart-tujan ohjaamisen niin, että muodostuu keskenään symmetriset kuva-alueet. Erityisesti kuljettajaa avustavassa toiminnossa, kuljettajan on helppo havaita konttitarttujan oikea kohdistus symmetrian perusteella. Edelleen, käytettäessä automaattista ohjausta, jossa konttitarttujaa ohjataan kuljettajan sijasta esimerkiksi tietokoneen (20) avulla, kuvien symmetrisyys mahdollistaa 3D-kameroiden kuvasignaalien käsittelyyn tarvittavien resurssien ja algoritmien monimutkaisuuden pitämisen alhaisella tasolla, koska kuvasignaalien käsittely voidaan kohdistaa tiettyyn osaan 3D-kameran kuva-alue ja edelleen sommitelman keskelle.
Kuviossa 5 ja 6 käsiteltävä kontti on kiinnitetty konttitarttujaan, jolloin esitetyissä sommitelmissa (6) yllä kuvatun poimittavan kontin sijasta sommitelman keskellä näkyvät kuva-alojen osat, jotka käsittävät konttitarttujaan kiinnitetyn kontin (10), ja kuva-alojen osat, jotka ovat kiinnitettyä konttia esittävien osien ulkopuolella, sijoittuvat sommitelman laidoille.
3D-kameran näkökentässä olevista kohteista, esimerkiksi poimittava kontti (1), kannettava kontti (1’) ja/tai kannettavan kontin alla oleva kontti (1), muodostuu 3D-kameran kuva-alueeseen kohteita vastaavat alueet (10,8). Eri alueet voidaan tunnistaa esimerkiksi 3D-kameroiden (3) mittaaman etäisyyden (D) perusteella.
Eräässä suoritusmuodossa, esimerkiksi konttia poimittaessa, kuten on esitetty kuviossa 4, konttitarttujan (2) laskeutuessa alemmas konttia (1) kohti, 3D-kameran kuva-alueesta tunnistetaan ne kuvapikselit (8), joiden mitattu etäisyys (D) on pienempi kuin jokin etukäteen asetettu raja-arvo, esimerkiksi 1 metri. Kuten aiemmin selostettiin, kontin (1) vieressä, kuten viereisissä kontti-riveissä olevista konteista, mahdollisesti olevista konteista tulevat mittaukset voidaan hylätä virheellisinä konttien välillä olevan raon (30 - 50 cm) perusteella. Kontinkäsittelykoneen kuljettajalle voidaan tämän jälkeen näyttää esimerkiksi neljän reaaliaikaisen kamerakuvan (7) muodostama ruudukko (6), joihin on esimerkiksi värjätty (8) kuva-alueen ne alueet (kuvapikselit), joissa havaittu kohde (=poimittava kontti) on tiettyä etäisyyttä lähempänä. Kuten asiantuntija ymmärtää, poimittavan kontin ympäriltä ja esimerkiksi maasta tulevat etäisyys- lukemat ovat huomattavasti suurempia, johtuen poimittavan kontin (1) korkeudesta. Kun ruudukossa (6) näkyvät kontin kulmat (8) muodostavat symmetrisen kuvion, on konttitarttuja (2) oikeassa asemassa poimittavaan konttiin (1) nähden.
Menetelmä toimii yhtä hyvin sekä 20 jalan kontteja käsitellessä, että 40 jalan kontteja käsitellessä, sillä kun konttitarttuja pidennetään tai lyhennetään käsiteltävän kontin mukaisesti oikeaan mittaan, ovat 3D-kamerat konttiin nähden samassa sijainnissa. Tarkasteltaessa pelkästään konttien poimimista voidaan 3D-kameroiden lukumäärää vähentää kahteen kappaleeseen, sillä on riittävää ohjata konttitarttuja kohdalleen kontin kahden kulman suhteen: loput kaksi kulmaa ovat tällöin automaattisesti oikealla paikallaan. Jotta kuljettaja voisi käyttää ohjauksessa kuvien symmetriaa hyväkseen, olisi 3D-kameroiden tällöin edullisinta sijaita konttitarttujan diagonaalisissa kulmissa. Eräässä suoritusmuodossa, esimerkiksi konttia poimittaessa, kuten kuviossa 4, kuvakentästä (7) tunnistettujen kuvapikseleiden (8) perusteella voidaan laskea konttitarttujan sivusuuntaisen siirtymän (x,y) ja kiertymän (skew) numeeriset arvot suhteessa poimittavaan konttiin. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi määrittämällä tietokoneella (20) neliömäisen osan (8) leveys (w) ja korkeus (h) kuvapikselei-nä. Kun numeerisia arvoja määritetään jatkuvasti, mielellään vähintään 10 Hz taajuudella, voidaan tällöin tietokoneohjauksella (20) ohjata konttitarttujaa (2) oikeaan sijaintiin ja näin toteuttaa automaattinen konttitarttujan sivusuuntaisen siirtymän (x,y) ja kiertymän (skew) ohjaus. Menetelmän suuri etu on, että samaa anturointia voidaan käyttää sekä täysin automaattiseen miehittämättömään toimintaan, että myös kuljettajan avustamiseen.
Eräässä suoritusmuodossa etäisyyskarttaa hyödynnetään konttitarttujan ohjauksessa käsiteltäessä yhtä tai useampaa konttia. Esimerkit konttien käsittelystä käsittävät kontin poiminnan ja kannettavan kontin pinoamisen alla olevan kontin päälle. Ohjaus voidaan toteuttaa automaattisesti, jolloin konttitarttujaa voidaan ohjata miehittämättömästi, esimerkiksi kontinkäsittelylaittee-seen sijoitetulla tietokoneella (20), tai kauko-ohjauksella.
Kontin ohjaus voi käsittää esimerkiksi kannettavan kontin (T) ohjaamisen konttitarttujalle toisen kontin päälle ja/tai kontin (1) poimimisen kontti-tarttujalle. Konttitarttujaa voidaan liikuttaa valitussa koordinaatistossa, esimerkiksi kontinkäsittelylaitteen (14,15), kuten nosturin koordinaatistossa. Konttitarttujaa liikutettaessa ilman kannettavaa kuormaa, käsiteltävä kuorma (esimerkiksi poimittava kontti) liikkuu etäisyyskartassa. Kun konttitarttujalla kannetaan kuormaa, käsiteltävä kuorma (eli kannettava kontti) pysyy olennaisesti paikoillaan etäisyyskartassa. Konttitarttujaa ohjattaessa, siihen kiinnitetyillä yhdellä tai useammalla 3D-kameralla muodostetaan vastaavat etäisyyskartat.
Konttitarttujaa liikutetaan 3D-kameran kuvatasossa, syvyyssuunnassa kuvatasoon nähden tai niiden yhdistelmässä. Useita etäisyyskarttoja muodostettaessa, edullisesti 3D-kameroiden kuvatasot ovat samansuuntaiset toistensa kanssa. Kuitenkin konttitarttujan heilunnasta johtuen, konttitarttujan liike voidaan havaita kussakin etäisyyskartassa eri tavoin.
Eräässä suoritusmuodossa määritetään etäisyys kartta tartuntaväli-neiden koordinaatistossa. Tällöin etäisyydet mitataan suhteessa tartuntaväli-neisiin ja käytettävän koordinaatiston akselit ovat kiinnitetty tartuntavälineisiin. Näin muodostetun etäisyyskartan etäisyystietoa voidaan muuntaa uuteen koordinaatistoon, jolla on eri akselit kuin tartuntavälineiden koordinaatistolla. Tämä voi olla edullista, kun esimerkiksi käytetään vain yhtä tai kahta 3D-kameraa konttitarttujassa, jolloin kaikista kontin kulmista ei saada kuvaa etäi-syyskartalle. Tartuntavälineitä voidaan ohjata uudessa koordinaatistossa käyttämällä etäisyyskartoilla mitattua etäisyystietoa käsiteltävästä kontista ja/tai sen alla olevasta kontista. On huomioitava, että kaikkien 3D-kameroiden etäisyyskartoilla ei tarvitse olla yhtaikaista havaintoa käsiteltävästä kontista, kun etäisyyskarttojen tiedot muunnetaan uuteen koordinaatistoon. Yhdellä 3D-kameralla saadun etäisyyskartan etäisyystiedot voidaan muuntaa uuteen koordinaatistoon, jolloin etäisyyskartassa havaitun alueen (8, 10) sijainti tiedetään uudessa koordinaatistossa. Kun toisen 3D-kameran etäisyyskartalla havaitaan käsiteltävä kuorma (10) tai käsiteltävän kuorman ulkopuolinen kohde (8), voidaan toisen etäisyyskartan etäisyystiedot muuntaa uuteen koordinaatistoon. Kahta 3D-kameraa käytettäessä, kamerat voidaan asentaa konttitarttujan ulko-kulmiin, kuten edellä on selostettu. Edullisesti kulmat ovat toisiinsa nähden diagonaaliset tai vastakkaiset konttitarttujan pituussuunnassa. Konttitarttujan pituussuunta voidaan määrittää suunnaksi, joka on kontin pituussuunnan mukainen. Näin kahta 3D-kameraa käyttämällä voidaan määrittää kontin kulmien sijainnit ja ohjata konttitarttujaa, esimerkiksi poimimaan tai pinoamaan kontteja.
Vastaavasti kannettavan kontin alue voidaan, kannettavan kontin ollessa ilmassa ja irti alemmista konteista, tunnistaa etäisyyden alittaessa sille asetetun alarajan. Kuten edellä on kuvattu, alaraja voi käsittä kynnysarvon, joka rajautuu kannettavan kontin korkeuden perusteella. Edelleen, kun kyn nysarvo ylittyy, voidaan tunnistaa kannettavan kontin alla olevia kohteita, kuten muita kontteja tai konttia.
Kuvio 5 esittää erästä keksinnön mukaista järjestelyä ja sen toimintaa, kun kuorma (1’) on kiinnitettynä tartuntavälineisiin (2). Kuvion 5 esimerkissä käytetään kuormana konttia (1’) ja tartuntavälineinä konttitarttujaa (2), kuten on tavanomaista kontteja käsiteltäessä. Konttitarttujaan on asennettu 3D-kamerat sen ulkokulmiin. 3D-kameroiden näkökentässä (4) on katvealuetta (9) vastaava alue (10), jossa 3D-kameran mittaamat etäisyydet ovat rajoittuneita kontin korkeuden perusteella. Katvealueelta mitattavat etäisyydet mitataan siis kannettavan kontin pinnasta, esimerkiksi sen sivuista (11). Kannettava kontti estää 3D-kameran näkemisen kontin alla olevalle alueelle (9). 3D-kamera muodostaa kuva-alueen (7), jossa katvealue (10) voidaan erottaa 3D-kameran vapaista näkökentän alueista (12), jotka ovat katvealueen ulkopuolella. Katvealueen ja muiden kuva-alueen alueiden tunnistaminen voidaan suorittaa, kuten edellä on selitetty.
Kuvion 5 järjestelyllä voidaan määrittää kannettavan kontin alue etäisyyskartassa, kun kuorma on kiinnitetty tartuntavälineisiin. Tämä alue muodostaa katvealueen, jolla 3D-kameran mittaamat etäisyydet ovat rajoitettuja kontin korkeuden perusteella. Näin kannettava kontti voidaan paikantaa 3D-kameroiden kuva-aloissa, jolloin konttia käsiteltäessä, esimerkiksi pinottaessa toisen kontin päälle, sitä voidaan liikuttaa määritettyä katvealuetta hyödyntäen. Katvealueet määritetään edullisesti siten, että 3D-kameran näkökentässä, samalla korkeusalueella, on vain kannettava kontti, kuten kuviossa 5. Eräässä esimerkissä 3D-kamera on asetettu havaitsemaan kohteita, joihin on etäisyyttä 3 metriä tai alle. Sellaiselle 3D-kameralle voidaan katvealueet määrittää nostamalla kontti niin korkealle, että 3D-kameran etäisyys muihin kuin kannettavaan konttiin on suurempi kuin 3 m. Näin määritelty katvealue (esimerkiksi ku-vapikseleiden joukko) voidaan nyt tallentaa esimerkiksi tietokoneen (20) muistiin, jotta esimerkiksi kontteja pinottaessa voidaan alempaa konttia etsiä ainoastaan vapaasta näkökentän alueesta (12).
Eräässä esimerkissä kannettavaa konttia ohjataan niin, että kunkin 3D-kameroiden kuva-alueen, tietyllä korkeusalueella, näkyy vain määritettyä katvealuetta (9) vastaava alue (10). Jos kuva-alueessa, tietyllä korkeusalueella, näkyy muita kohteita kuin katvealue, liike voidaan pysäyttää. Erityisesti liike pysäytetään silloin, kun kuva-alueessa havaitun kohteen etäisyys (D) on pie nempi kuin kontin korkeus, jolloin kontin liikutus kuva-alueen tasossa voisi aiheuttaa törmäyksen havaitun kohteen kanssa.
Eräässä toisessa esimerkissä 3D-kameralle määritettyä katvealuetta voidaan käyttää ohjaamaan kannettavaa konttia kontteja pinottaessa. Tällöin kannettavaa konttia (T) ohjataan toisen kontin yläpuolelle ja lasketaan sen päälle. Kontteja pinottaessa on oleellista että lähestyttäessä alempaa konttia (1), osataan erottaa ylemmästä kontista mitattavat etäisyyslukemat (D1) alemmasta kontista saatavista etäisyyslukemista (D2). Kun pinottava kontti (T) ja alempi kontti (1) lähestyvät toisiaan, näiden etäisyyslukemien ero pienenee nollaan, joten tehtävä on vaativa. Kun 3D-kameran kuva-alueeseen on määritetty katvealue (10), ja tallennettu tämä katvealue (10) esimerkiksi tietokoneen (20) muistiin, voidaan alempaa konttia (1) paikannettaessa tarkkailla vain katvealueen ulkopuolista aluetta (12), ilman pelkoa siitä että kannettava kontti sekoitetaan alempaan konttiin.
Eräässä keksinnön suoritusmuodossa, määritettyä katvealuetta (10) käytetään hyväksi kontin poimimiseksi jonain myöhempänä ajankohtana. Katvealue (10) voidaan määrittää ja tallentaa esimerkiksi tietokoneen (20) muistiin silloin kun kontti (1) sijoitetaan konttipinoon. Kun sitten konttia (1) tullaan jälleen myöhemmin poimimaan, voidaan tallennettua etäisyyskarttaa (10) käyttää hyväksi ohjattaessa konttitarttujaa (2) oikeaan sijaintiin kontin (1) poimimiseksi. Anturin (3) mittaamaa etäisyyskarttaa voidaan tällöin reaaliaikaisesti verrata tallennettuun etäisyyskarttaan (10) ja ohjata, joko kuljettajan toimesta tai tietokoneen (20) automaattisesti ohjaamana, nämä etäisyyskartat yhteneviksi. Menetelmää voidaan soveltaa minimissään jopa yhtä 3D-kameraa (3) käyttäen, kun etäisyyskartasta määritetään, paitsi kartassa näkyvän kontin kulman sijainti (21), myös kartassa näkyvän kontin sivujen suunnat, kontin (1) kiertymän vertaamiseksi tallennettuun etäisyyskarttaan (10) nähden.
Konttien pinoamista on esitetty kuvion 6 yhteydessä. Kuvio 6 esittää erästä keksinnön mukaista järjestelyä ja sen toimintaa, kun kuormaa (T) pinotaan. Kuvion 6 esimerkissä käytetään kuormana konttia ja tartuntavälineinä konttitarttujaa (2), kuten on tavanomaista kontteja käsiteltäessä. Konttitarttu-jaan on asennettu 3D-kamerat sen ulkokulmiin. Asentaminen voidaan tehdä, kuten on edellä kuvattu. Tällöin 3D-kamerat (3) näkevät mahdollisesti alemman kontin (1) kulmat (5) siltä osin, kun ne eivät peity ylemmän kontin (T) aiheuttamaan katveeseen (9). Kuva-alueen alempaa konttia (1) vastaava alue (8) voidaan tunnistaa esimerkiksi 3D-kameran (3) mittaaman etäisyyden (D) perusteella, kuten on edellä kuvattu. Eräässä esimerkissä, alemman kontin alue voidaan tunnistaa, kun esimerkiksi mitattu etäisyys D alittaa asetetun alarajan, joka tässä tilanteessa on suurempi kuin kannettavan kontin (1’) korkeus.
Tällöin voidaan kontin ohjauksessa jättää katvealue (10) huomiotta, ja konttia voidaan ohjata alempia kontteja vastaavien alueiden (8) keskinäisillä suhteilla ja/tai alempaa konttia vastaavan alueen (8) suhteella katvealueeseen. Alueiden suhde voidaan muodostaa vertaamalla alueita keskenään, esimerkiksi vertaamalla niiden sijaintia, kokoa ja/tai yhtä tai useampaa ulottuvuutta 3D-kameran kuva-alueessa. Näin kontteja pinottaessa kannettavaa konttia voidaan ohjata niin, että alueet (8) ovat symmetriset ja että katvealue (10) mahdollisimman hyvin peittää alempaa konttia vastaavan alueen (8). Tällöin alempaa konttia vastaava alue lähes katoaa lopulta katvealueeseen, kun kontit ovat kohdakkain. Kuten aiemmin kuvattiin, alueiden (8) suhteellista kokoa voidaan myös tietokoneella (20) keinotekoisesti graafisesti kasvattaa, siten että kuljettajan on helpompi havaita pienetkin sijaintipoikkeamat ylemmän ja alemman kontin välillä.
Menetelmä toimii yhtä hyvin sekä 20 jalan kontteja käsitellessä, että 40 jalan kontteja käsitellessä, sillä kun konttitarttuja pidennetään tai lyhennetään käsiteltävän kontin mukaisesti oikeaan mittaan, ovat 3D-kamerat konttiin nähden samassa sijainnissa.
Eräässä suoritusmuodossa, tunnistettujen alueiden (8) perusteella voidaan myös laskea ylemmän kontin sivusuuntaisen siirtymän (x,y) ja kiertymän (skew) numeeriset arvot suhteessa alempaan konttiin. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi määrittämällä tietokoneella (20) neliömäisen tai L-kirjaimen muotoisen osan (8) sakaroiden leveys (w) ja korkeus (h) kuvapikseleinä. Kun numeerisia arvoja määritetään jatkuvasti, mielellään vähintään 10 Hz taajuudella, voidaan tällöin tietokoneohjauksella (20) ohjata konttitarttujaa (2) oikeaan sijaintiin ja näin toteuttaa automaattinen konttitarttujan sivusuuntaisen siirtymän (x,y) ja kiertymän (skew) ohjaus kontteja pinottaessa. Menetelmän suuri etu on, että samaa anturointia voidaan käyttää sekä täysin automaattiseen miehittämättömään toimintaan, että myös kuljettajan avustamiseen.
Eräässä suoritusmuodossa, kontteja pinottaessa, alemman kontin ja kannettavan kontin välinen kiertymä määritetään 3D-kameran havaitseman alempaa konttia vastaavan alueen ja katvealueen perusteella. Kiertymä voidaan määrittää mittaamalla katvealueen ja alempaa konttia vastaavan alueen sivujen välistä kulmaa. Määritetyn kulman perusteella, kannettavaa konttia voi daan ohjata kohti alueiden välistä nollakulmaa, jolloin kiertymä on nolla. Tällöin alueet ovat keskenään symmetriset.
Kuvio 6 esittää lisäksi keksinnön erään suoritusmuodon mukaista li-säanturointia (18,19), jolloin kuorman käsittelyssä voidaan käyttää toista koordinaatistoa ohjaamaan konttitarttujaa 3D-kameroiden koordinaatiston lisäksi. Käyttämällä useampaa koordinaatistoa, on mahdollista vähentää, erityisesti kontteja pinottaessa, konttitarttujaan asennettavien 3D-kameroiden määrää, esimerkiksi neljästä jokaiseen konttitarttujien ulkokulmaan asennetusta 3D-kamerasta kahteen. Eri koordinaatistot voidaan muodostaa käyttämällä 3D-kameroiden lisäksi lisäantureita, jotka toimivat eri koordinaatistossa kuin 3D-kamerat. Esimerkiksi, lisäanturoinnin ja 3D-kameroiden koordinaatistoilla voi olla eri akselistot. Erilaiset akselistot voidaan toteuttaa valitsemalla kullekin koordinaatistolle eri alkupisteet, origot.
Kuviossa 6 lisäanturointi on toteutettu mittalaitteella (18, 19), joka mittaa konttitarttuj an (2) x, y -paikkaa ja kiertymää (skew) suhteessa nosto-vaunuun (15). Näin ollen 3D-kameroiden koordinaatistojen alkupisteinä toimii konttitarttuja, kun taas lisäanturoinnin toteuttavan mittalaitteen koordinaatiston alkupiste on asetettu esimerkiksi mittalaitteen kiinnityspaikkaan, joka voi olla nostovaunu (15). Mittalaite voidaan toteuttaa esimerkiksi kahdella konttitarttujaan asennetulla Infrapuna (IR) -valolähteellä (18), joiden sijainnit nostovau-nuun (15) asennettu kamera (19) määrittää. Mittalaitteen ansiosta 3D-kameroiden (3) lukumäärä voidaan pudottaa, erityisesti kontteja pinottaessa, neljästä kappaleesta kahteen kappaleeseen, sillä kahden 3D-kameran (3) nähdessä alemman kontin (1) kaksi kulmaa, voidaan alemman kontin sijaintitieto ja kiertymä nyt määrittää nostovaunun (15) koordinaatistossa, tallentaa tietokoneen (20) muistiin ja laskea ylempi kontti alemman kontin päälle antu-roinnin (18,19) ja alemman kontin tallennetun sijainnin avulla. Lisäksi alemman kontin (1) kahta kulmaa ei ole välttämätöntä nähdä yhtaikaisesti.
Kuvio 7 esittää erästä tapaa toteuttaa konttitarttujan (2) ohjaamista etäisyyskarttojen alueiden perusteella. Konttitarttujaan voidaan kiinnittää yhden tai useamman 3D-kameran (3) ja vinoköysiä (17) käsittävä hienosiirtome-kanismi. Kuvion 4 esimerkissä esitetty hienosiirtomekanismi käsittää neljä vinoköyttä (vinoköysil, vinoköysi2, vinoköysi3, vinoköysi4) ja konttitarttujan (2) ulkokulmiin asennetut 3D-kamerat (3). 3D-kamerat (3) voidaan asentaa, kuten edellä on esitetty. 3D-kameroiden (3) muodostamien etäisyyskarttojen perusteella ohjataan vinoköysiä (17) liikuttamaan kannettavaa konttia (1).
Kuvion 7 hienosiirron toteutuksessa konttitarttujan (2) keskiosan neljään kulmaan, nostoköysien (16) taittopyörien viereen on asennettu erilliset vinoköydet (17). Vinoköysien yläpäät on kiinnitetty nostovaunuun (15), josta käsin niihin vaikuttavia voimia voidaan ohjata esimerkiksi sähkömoottoreilla. Mikäli konttitarttujaa (2) nyt halutaan siirtää suuntaan x, kasvatetaan vinoköysien 1 ja 2 voimia samalla kun vähennetään vinoköysien 3 ja 4 voimia. Mikäli konttitarttujaa (2) halutaan siirtää suuntaan y, kasvatetaan vinoköysien 2 ja 3 voimia samalla kun vähennetään vinoköysien 1 ja 4 voimia. Mikäli konttitarttujaa (2) halutaan kiertää, ts. ohjata konttitarttujan koordinaatiston kiertymää ”skew” vastapäivään, kasvatetaan vinoköysien 2 ja 4 voimia samalla kun vähennetään vinoköysien 1 ja 3 voimia. Kuvan 7 mukaisesti vinoköysiä (17) voidaan ohjata automaattisesti tietokoneella (20) esimerkiksi yhdellä tai useammalla edellä kuvatuissa suoritusmuodoissa kuvatuilla tavoilla. Tietokone voi olla kytketty yhteen tai useampaa 3D-kameraan (3) vastaanottamaan mittaustietoa, esimerkiksi sähköisiä ja/tai optisia mittaussignaaleja. Tietokone voi olla edelleen kytketty lisäanturointiin (18,19), joka mittaa koordinaatistojen välistä siirtymää.
Kuvio 8 esittää menetelmää kuorman pinoamiseksi, erään suoritusmuodon mukaisesti. Menetelmä selostetaan nyt käyttäen esimerkkiä, jossa konttia käsitellään konttitarttujalla ja viitaten samanaikaisesti kuvioiden 1-7 esittämiin suoritusmuotoihin käyttäen kuvioiden 1-7 viitenumerolta. Konttitarttuja voi edelleen olla osa kontinkäsittelylaitetta, kuten konttipukkinosturia.
Menetelmä alkaa 802, kun kontti on kiinnitetty konttitarttujaan. Tämä tilanne on esitetty kuviossa 5. Tällöin konttitarttujaan on asennettu yksi tai useampia 3D-kameroita muodostamaan vastaavat etäisyyskartat. 3D-kameroiden etäisyyskarttojen katvealue määritetään askeleessa 804. Etäisyyskartat voidaan määrittää kullekin 3D-kameralle erikseen tai yhtä aikaa. Seuraavassa selostetaan toimintaa yhden etäisyyskartan suhteen. Etäisyyskartan määritys voi käsittää kannettavan kontin peittämän alueen tunnistamisen. Tällä alueella etäisyyskartan kuvapisteiden etäisyydet rajautuvat kannettavan kontin korkeuden perusteella, esimerkiksi hiukan suuremmiksi kuin kannettavan kontin korkeus. Näin ollen näkyvyys kontin alla oleviin kohteisiin (9) sillä alueella (10) peittyy ja alue näin muodostaa katvealueen (10).
Eräässä suoritusmuodossa katvealue määritetään, kun kontti on nostettuna ilmaan, edullisesti korkeudelle, jolla kannettavan kontin ja sen alla olevien kohteiden välinen etäisyys on suurempi kuin 3D-kameran asetettu ha- vaintoetäisyys. Näin ollen 3D-kameran katvealueen ulkopuoliset alueet (12) ovat tyhjiä, ja katvealueen määritys on yksinkertaista.
Eräässä suoritusmuodossa katvealue määritetään kannettavan kontin piirteiden mukaan. Kannettavan kontin piirteet voidaan määrittää ennalta määrättyinä, kun esimerkiksi käsiteltävän kontin koko, kuten korkeus tunnetaan. Tällöin katvealue voidaan määrittää etäisyyskartalle sellaisten kartan pisteiden muodostamana alueena, joiden etäisyydet rajautuvat käsiteltävän kontin korkeuteen. Näin ollen katvealueen ulkopuolelle jäävä alue voidaan määrittää etäisyys karta n sellaisten kartan pisteiden muodostamana alueena, joiden etäisyydet ylittävät käsiteltävän kontin korkeuden.
Kannettava kontti pinotaan 806 toisen kontin (1) päälle. Tämä voidaan tehdä, kuten on havainnollistettu kuviossa 6. Edullisesti konttia (T) pinottaessa havainnoidaan vain katvealueen ulkopuolista osaa etäisyyskartasta. Koska katvealue pysyy konttia kannettaessa olennaisesti muuttumattomana, kohdistamalla alla olevan kontin (1) havainnointi katvealueen ulkopuoliseen alueeseen, vältetään riski havaintojen sekoittumisesta kannettavan kontin (T) kanssa ja etäisyyskarttojen tuottaman tiedon käsittelyyn saatavissa oleva laskentateho voidaan käyttää muuttuvan kartan osan havainnointiin.
Menetelmä päättyy 808, ja konttia voidaan ryhtyä pinoamaan. Kun kontit on pinottu, konttitarttuja voidaan irrottaa ja siirrytään käsittelemään seu-raavaa konttia, esimerkiksi poimimaan kontti, jolloin menetelmä voi alkaa uudestaan.
Kuvio 9 esittää menetelmää kuorman käsittelemiseksi, kun kuormaa ohjataan nosturin (14,15) koordinaatistossa ja konttitarttujan koordinaatistossa mitatun etäisyyskartan perusteella, erään suoritusmuodon mukaisesti. Menetelmä selostetaan nyt käyttäen esimerkkiä, jossa konttia käsitellään konttitarttu-jalla ja viitaten samanaikaisesti kuvioiden 1-7 esittämiin suoritusmuotoihin käyttäen kuvioiden 1-7 viitenumerolta. Konttitarttuja voi edelleen olla osa kontinkä-sittelylaitetta, kuten konttipukkinosturia. Lisäanturoinnin (18,19) käytön eräänä etuna on vähentää konttitarttujaan käsiteltäviä kontteja havainnoimaan tarvittavaa määrää 3D-kameroita, erityisesti kontteja pinottaessa. Menetelmässä poimitaan kontti ja/tai pinotaan poimittu kontti toisen kontin päälle käyttämällä kahta 3D-kameraa, jotka on asennettu pitkittäissuunnassa eri puolille konttitart-tujaa, esimerkiksi konttitarttujan pituussuunnassa tai diagonaalisesti vastakkaisiin ulkokulmiin, ja lisäanturointia paikantamaan konttitarttujaa, kuten on esitetty kuviossa 6.
Menetelmä alkaa 902, kun konttitarttuja (2) määrittää etäisyyskartto-ja 3D-kameroilla. Askeleissa 904 ja 906 konttitarttujan 3D-kamerat (3) havaitsevat konttitarttujan alla olevat kontin kulmat (21). Havainnot voidaan tehdä erikseen tai samanaikaisesti. Etäisyyskartan sijaintipisteiden sisältämä tieto muunneltaan lisäanturoinnin (18, 19) avulla toiseen koordinaatistoon, esimerkiksi nosturin (14,15) koordinaatistoon ja tallennetaan. Näin alla olevasta kontista havaittujen kulmien (21) sijainnit saadaan nosturin koordinaatistoon, jolloin konttitarttujaa ohjatessa on käytettävissä konttitarttujan alla olevan kontin sijainti.
Konttitarttujaa ja/tai konttitarttujaa ja sen kantamaa konttia voidaan ohjata 908 alla olevan kontin kulmien sijainteihin nosturin koordinaatistossa. Käytettäessä lisäanturointia (18,19), voidaan konttitarttujan (2) minkä tahansa valitun pisteen vaakakoordinaatit (x,y) suhteessa nosturiin (14,15) määrittää. Voidaan esimerkiksi määrittää antureiden (3) sijainnit tai kannettavan kontin (1’) kulmien sijainnit (22), tai konttitarttujan ulkonurkka (22), joka tyypillisesti vastaa kannettavan kontin kulman sijaintia. Menetelmä päättyy 910, kun konttitarttuja on ohjattu alla olevan kontin päälle, jolloin kontin voi poimia ja/tai kannettava kontti on ohjattu alla olevan kontin päälle, jolloin kontit voidaan pinota.
Käytettäessä lisäanturointia (18,19), voidaan konttitarttujan (2) etäisyyskartan pisteen vaakakoordinaatit (x,y) suhteessa nosturiin (14,15) määrittää 904, 906. Tällöin, esimerkiksi kontteja pinottaessa, muunnetaan alemman kontin (1) anturilla (3) havaittu kulman sijainti (21), (x_kulma, y_kulma) nosturin (14,15) koordinaatistoon (x_kulma_alakontti, y_kulma_alakontti) esimerkiksi seuraavalla kaavalla: x_kulma_alakontti = x_anturi + cos(skew) x_kulma + sin (skew) y_kulma (1) y_kulma_yläkontti = y_anturi + cos(skew) y_kulma - sin (skew) x_kulma, jossa (x_anturi, y_anturi) ovat mittalaitteilla (18,19) määritetty anturin (3) vaakasijainti nosturin (14,15) suhteen ja (skew) mittalaitteilla (18,19) määritetty konttitarttujan (2) kiertymä nosturin (14,15) suhteen.
Koordinaatit ( x_kulma_alakontti, y_kulma_alakontti) tallennetaan tietokoneen (20) muistiin. Kun vähintään kahden erillisen kulman koordinaatit on tallennettu tietokoneen (20) muistiin, voidaan tämän jälkeen ylempi kontti (1’) kohdistaa 908 alemman kontin (1) päälle. Konttitarttujan (2) sivusijaintia voidaan tietokoneen (20) toimesta tarkoituksellisesti ohjata siten että alemman kontin (1) halutut kaksi kulmaa varmasti havaitaan. Toisin sanoen, tietokoneohjauksella varmistetaan että alemman kontin (1) halutut kaksi kulmaa eivät jatkuvasti ole ylemmän kontin (T) peittämiä. Kohdistaminen voidaan tehdä siten että ylempi kontti (1) ohjataan esimerkiksi tietokonesäädöllä (20) mainitulle vähintään kahdelle kontin (T) kulmalle: x_kulma_spr -> x_kulma_alakontti (2) y_kulma_spr -> y_kulma_alakontti jossa (x_kulma_spr, y_kulma_spr) ovat mittalaitteilla (18,19) määritetty kannettavan kontin (T) nurkan (22) vaakasijainti nosturin (14,15) suhteen ja (skew) mittalaitteilla (18,19) määritetty konttitarttujan (2) kiertymä nosturin (14,15) suhteen. Tällöin konttitarttujan kulma (ja ylempi kontti) on tarkalleen alemman kontin päällä. Vaihtoehtoisesti, konttia poimittaessa (x_kulma_spr, y_kulma_spr) ovat mittalaitteilla (18,19) määritetty konttitarttujan ulkonurkan (22) vaakasijainti nosturin (14,15) suhteen.
Kuvio 10 esittää erästä laitetta esillä olevien suoritusmuotojen järjestelyjen toteuttamiseksi. Kuvion 10 laite 1000 käsittää prosessointiyksikön 1008, muistia 1010 ja liityntävälineet 1002. Liityntävälineet 1002 yhden tai useamman anturin, esimerkiksi 3D-kameran, liittämiseksi laitteeseen. Liityntävälineet voivat käsittää tietojen vastaanottoyksikön 1004 ja tietojen lähetysyk-sikön 1006. Tietojen vastaanottoyksikön kautta 3D-kameralta voidaan vastaanottaa tietoa esimerkiksi 3D-kameran mittaamia kuvapikseleitä. Tietojen lä-hetysyksikön kautta laitteessa määritetty etäisyyskartta tai etäisyyskartan voidaan lähettää eteenpäin, esimerkiksi nosturin tai tartuntavälineiden ohjauksesta vastaavalle laitteelle.
Kaikki yksiköt ovat sähköisesti yhteydessä toisiinsa. Muisti voi sisältää yhden tai useamman ohjelman, jotka ovat prosessointiyksikön suoritettavissa. Prosessointiyksikkö voi toimia muistiin tallennettujen ohjelmakäskyjen ohjaamana ja määrittää etäisyyskartan 3D-kameralta vastaanotettujen tietojen perusteella.
Eräässä suoritusmuodossa laite 1000 voi käyttää määritettyjä etäi-syyskarttoja ohjaamaan nosturia ja/tai sen tartuntavälineitä. Tällöin laite 1000 voi olla esimerkiksi kuormankäsittelylaitteen, kuten nosturin ohjausyksikkö, joka liittyy antureihin, kuten yhteen tai useampaan 3D-kameraan ja/tai lisäantu-reihin.
Eräässä suoritusmuodossa laite 1000 voi lähettää määrittämänsä etäisyyskartat eteenpäin tartuntavälineiden ohjauksesta vastaavalle laitteelle, kuten kuormankäsittelylaitteen, kuten nosturin ohjausyksikölle. Tällöin laitteen toteutus on yksinkertainen ja se voidaan asentaa yhdessä yhden tai useamman anturin, esimerkiksi 3D-kameroiden ja/tai lisäantureiden kanssa jo käytössä oleviin nostureihin. Näin käytössä olevaa nosturikantaa voidaan päivittää toteuttamaan esillä olevia suoritusmuotoja.
Eräässä suoritusmuodossa liityntävälineet käsittävät näytön. Näytön kautta yhden tai useamman kuomankäsittelylaitteen toimintaa voidaan seurata. Näytöllä voidaan näyttää yksi tai useampia etäisyyskarttoja, esimerkiksi etäi-syyskartoista muodostettu kokoelma (6). Näyttö, esimerkiksi LCD-näyttö (Liquid Crystal Display -näyttö), voi toimia liityntäyksikön lähetysyksikkönä, jolloin näyttöä käytetään kuvasignaalin lähettämiseen etäisyyskarttojen esittämiseksi esimerkiksi kuljettajalle, kuormankäsittelylaitteita kauko-ohjaavalle henkilölle tai automatisoitua kuormankäsittelyä valvovalle henkilölle. Näyttö voi edelleen toimia sekä liityntäyksikön lähetysyksikkönä että vastaanottoyksikkönä, jolloin näytön kautta voidaan edellä kuvatun lisäksi vastaanottaa tietoa ja/tai komentoja, esimerkiksi komentoja kuorman käsittelylaitteen ohjaamiseksi ja/tai ku-vankäsittelykomentoja etäisyyskarttojen kokoelman muokkaamiseksi, kuten lähentämiseksi ja loitontamiseksi. Tällainen näyttö voi käsittää esimerkiksi kosketusnäytön. Prosessointiyksikkö voi ohjata näyttöä muistiin tallennettujen ohjeiden ja/tai käskyjen mukaisesti toteuttamaan edellä kuvattuja toimintoja.
Prosessoriyksikkö voi sisältää joukon rekistereitä, aritmeettisloogisen yksikön, ja ohjausyksikön. Ohjausyksikköä ohjaa ohjelmakäskyjen sekvenssi, jotka siirretään prosessointiyksikölle muistista. Ohjausyksikkö voi sisältää lukuisia mikrokäskyjä perustoimintoihin. Mikrokäskyjen toteutus voi vaihdella, riippuen prosessointiyksikön toteutuksesta. Ohjelmakäskyt voi olla koodattu ohjelmointikielellä, joka voi olla korkean tason ohjelmointikieli, kuten C, Java, jne., tai matalan tason ohjelmointikieli, kuten konekieli tai assembler. Muisti voi olla pysymätöntä muistia tai pysyvää muistia, esimerkiksi EEPROM, ROM, PROM, RAM, DRAM, SRAM, firmware, ohjelmoitava logiikka, jne.
Tietokoneohjelma voi olla lähdekoodimuodossa, objektikoodimuo-dossa, tai jossain välimuodossa, ja se voi olla tallennettuna jonkinlaiseen siir tovälineeseen, joka voi olla mikä tahansa entiteetti tai laite, joka pystyy tallentamaan ohjelman. Sellaiset siirtovälineet käsittävät esimerkiksi tallennusvälineen, tietokoneen muistin, lukumuistin, sähköisen kantoaallon, tietoliiken-nesignaalin, ja ohjelmistolevityspakkauksen.
Laite ja sen osia 1000 voidaan toteuttaa yhtenä tai useampana integroituna piirinä, kuten sovelluskohtaisena integroituna piirinä, ASIC-piirinä (Application Specific Integrated Circuit -piirinä). Muut toteutusratkaisut ovat myös mahdollisia, kuten piiri, joka on rakennettu erillisistä logiikkakomponen-teista. Näiden eri toteutusvaihtoehtojen hybridi on myös mahdollinen. Eräänä esimerkkinä logiikkakomponenteista rakennetuista piireistä on FPGA-piiri (Field Programmable Gate Array -piiri).
Eräässä suoritusmuodossa kuormankäsittelylaite, esimerkiksi nosturi, kuten konttinosturi, esimerkiksi konttipukkinosturi tai konttilukki. päivitetään, jolloin nosturissa tartuntavälineissä voidaan määrittää etäisyyskartta, jonka alueella kuvataan osaa kuorman siitä alueesta, johon tartuntavälineet kiinnittyvät ja/tai jonka päälle toinen kuorma pinotaan, sekä kuorman ympäristöä. Päivitys voidaan toteuttaa asentamalla tartuntavälineisiin yksi tai useampia 3D-kameroita, kuten edellä on kuvattu. Toisaalta, jos halutaan käyttää pienempää määrää 3D-kameroita, kuormankäsittelylaitteeseen voidaan asentaa 3D-kameoita ja lisäanturointia, kuten on esitetty kuviossa 6. Päivitys voi edelleen käsittää edellä mainittujen laitteiden asentamisen lisäksi ohjelmistopäivityksen. Ohjelmisto voi käsittää esimerkiksi tietokoneohjelmiston, joka voidaan tallentaa kuormankäsittelylaitteen muistiin, jolloin sitä voidaan suorittaa kuormaa käsiteltäessä. On myös mahdollista, että päivitys voi käsittää pelkästään ohjelmiston asennuksen, jos kuormakäsittelylaite on jo varustettu välineillä, jotka tuottavat etäisyyskartan.
Esillä oleva keksintö on sovellettavissa mihin tahansa kuormankäsittelylaitteeseen, nostolaitteeseen, nosturiin, konttinosturiin, konttipukkinosturiin, konttilukkiin, siltanosturiin, satamanosturiin, tai mihin tahansa eri laitteiden yhdistelmään, jossa on tartuntavälineet kuormaan kiinnittymiseksi.
Laitteet, kuten kuormankäsittelylaitteet, nostolaitteet, nosturit, kont-tinosturit, konttipukkinosturit, konttilukit, siltanosturit, satamanosturit, jotka toteuttavat edellä kuvattujen suoritusmuotojen mukaisen laitteen toiminnallisuuden, käsittävät paitsi tunnetun tekniikan välineet, mutta myös välineet etäisyyskartan määrittämiseksi tartuntavälineissä, jonka etäisyyskartan alueella kuvataan osaa kuorman siitä alueesta, johon tartuntavälineet kiinnittyvät ja/tai jonka päälle toinen kuorma pinotaan, sekä kuorman ympäristöä.
Tarkemmin sanottuna ne voivat käsittää välineet toteuttamaan edellä kuvatussa suoritusmuodossa kuvatun laitteen toiminnallisuuden ja ne voivat käsittää erilliset välineet jokaiselle erilliselle toiminnalle, tai välineet voi olla järjestetty suorittamaan kahta tai useampaa toimintoa. Tunnetut laitteet käsittävät prosessoreita ja muistia, joita voidaan hyödyntää edellä kuvatuissa suoritusmuodoissa kuvattuja yhtä tai useampaa toiminnallisuutta.
Alan ammattilaiselle on selvää, että edellä kuvatuissa suoritusmuodoissa esitetyt laitteet voivat sisältää myös muita osia kuin edellä on selitetty, mutta jotka eivät ole oleellisia itse keksinnön kannalta ja on siksi jätetty esityksen selkeyden vuoksi kuvaamatta.
Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (28)

1. Menetelmä kuorman (1, 1’) käsittelemiseksi kuormankäsittelylait-teella (2, 14), joka käsittää tartuntavälineet (2) kuorman (1, 1’) ainakin yhteen kiinnityspisteeseen tarttumiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää: määritetään tartuntavälineissä (2) etäisyyskartta (7), joka sisältää useita karttapisteitä ja niihin liittyvää etäisyystietoa, ja jonka etäisyyskartan (7) alueella kuvataan osaa kuorman (1) siitä alueesta (8), johon tartuntavälineet (2) kiinnittyvät ja/tai jonka päälle toinen kuorma (1’) pinotaan, sekä kuorman (1, 1’) ympäristöä.
2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että menetelmä käsittää: määritetään käsiteltävän kuorman (1, 1’) ensimmäinen alue (10) etäisyyskartassa (7), kun kuorma (1’) on kiinnitetty tartuntavälineisiin (2); määritetään käsiteltävän kuorman (1, 1’) toinen alue (8) etäisyyskartassa, kun kuorma (1, 1’) on irti tartuntavälineistä; määritetään ensimmäisen (10) ja toisen alueen (8) erotus; ja ohjataan tartuntavälineitä (2) erotuksen perusteella.
3. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää: määritetään käsiteltävän kuorman (1’) ensimmäinen alue (10) etäisyyskartassa (7), kun kuorma (1’) on kiinnitetty tartuntavälineisiin (2); määritetään toisen kuorman (1) alue (8) etäisyyskartassa (7); määritetään kuormien alueiden erotus etäisyyskartassa (7); ohjataan tartuntavälineitä (2) kuormien alueiden (8, 10) välisen erotuksen perusteella.
4. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etäisyyskartta (7) määritetään tartuntavälineiden (2) koordinaatistossa; ja muunnetaan etäisyyskartan (7) etäisyystietoa uuteen koordinaatistoon, jolla on eri akselit kuin tartuntavälineiden (2) koordinaatistolla; ja ohjataan tartuntavälineitä (2) uudessa koordinaatistossa.
5. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tartuntavälineiden (2) ohjaus käsittää tartuntavälineiden (2) liikuttamisen etäisyys karta n (7) etäisyyttä vastaan kohtisuorassa tasossa tai syvyyssuunnassa etäisyyskartan (7) etäisyyden suunnassa tai niiden yhdistelmässä.
6. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää: määritetään useita etäisyys karttoja (7), jotka kuvaavat kuormien (1, 1’) eri alueita (10), joissa kiinnityspisteet tai pinoamiskohdat sijaitsevat; muodostetaan etäisyyskarttojen (7) kokoelma (6), jossa etäisyys-karttojen osat (8, 10), jotka käsittävät käsiteltäviä kuormia, on eroteltu toisistaan ja ympäristöstään.
7. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään useita etäisyyskarttoja (7); ja ohjataan tartuntavälineitä (2) kuormien (1, 1’) määrittämien etäisyyskarttojen alueiden (8, 10) muotojen perusteella.
8. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään useita etäisyyskarttoja; ja ohjataan tartuntavälineitä (2) etäisyyskarttojen (7) symmetrian perusteella.
9. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuorman käsittely käsittää kuorman (1, 1’) poiminnan ja/tai pinoamisen toisen kuorman (1) päälle.
10. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tartuntavälineitä ohjataan kuorman (1, 1’) kiinnityspistee-seen ja/tai kuorman (1, 1’) pinoamiseksi toisen kuorman (1) päälle.
11. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etäisyyskartta (7) määritetään tasossa, jonka suunnassa kuormaa (1, 1’) ohjataan ja etäisyyskartta (7) käsittää etäisyyksiä suunnassa, joka on kohtisuora mainittuun tasoon.
12. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etäisyys kartta käsittää kuva-alueen, joka sisältää kuvapis-teitä (13), joissa on yhtä tai useampaa: etäisyystietoa, valon intensiteettitietoa ja väritietoa.
13. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuorma on kiinnitetty tartuntavälineisiin ja etäisyyskartta käsittää kuva-alueen (7), joka sisältää osan kiinnitetystä kuormasta (10).
14. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuorma (1’) on kiinnitetty tartuntavälineisiin (2) ja kuorman (1’) kattama osa (10) etäisyyskartasta (7) määritetään kuorman (1’) ollessa nostettuna ylös erilleen muista kuormista (1) ja tallennetaan, esimerkiksi tietokoneen (20) muistiin (1010).
15. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuorma (1’) on kiinnitetty tartuntavälineisiin (2) ja tallennettu kuorman (1’) kattama osa (10) etäisyyskartassa (7) jätetään huomiotta havainnoidessa muita kuormia (1).
16. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tartuntavälineet (2) käsittävät konttitarttujan (2), sisältäen esimerkiksi yhden tai useamman konttikaran, kontin (1, 1’) kulmapalaan kiinnittymistä varten.
17. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuorma (1, 1’) käsittää kontin (1, 1’) ja etäisyyskartta (7) määrittää konttipinossa (a, b, c, d, e) olevan kontin (1) tai kannettavan (1’) kontin tai molempien (1, 1 ’) sijainnit suhteessa tartuntavälineisiin (2).
18. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tartuntavälineet (2) käsittävä konttitarttujan (2), jonka yhteen tai useampaan, esimerkiksi kahteen pituussuunnassa tai diagonaalisesti vastakkaiseen ulkokulmaan, tai kaikkiin ulkokulmiin on asennettu etäisyyskar-tan (7) mittaava anturi (3).
19. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etäisyyskartta (7) esitetään kuormankäsittelylaitteen (2, 14) kuljettajalle, kuljettajan avustamiseksi kuorman (1, 1’) poimimiseksi ja/tai pi-noamiseksi.
20. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etäisyyskarttaa (7) kuvankäsittelyllä muokataan, kuljettajan paremmaksi avustamiseksi kuorman (1, 1’) poimimiseksi ja/tai pinoamiseksi.
21. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä etäisyyskartta syötetään tietokoneelle (20), kuorman (1, 1’) poimimiseksi ja/tai pinoamiseksi automaattisesti tietokoneen (20) ohjaamana.
22. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käsiteltävän kuorman (1, 1’) vähintään kaksi aluetta (8, 10) paikannetaan eriaikaisesti ja alueiden sijainnit tallennetaan, kuorman sijainnin ja kiertymän määrittämiseksi.
23. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä etäisyyskartta (7) määritetään näkökentässä, joka käsittää kannettavan kontin kulman, joka sisältää tartuntavälineiden kiinnityspisteen.
24. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuormankäsittelylaite (2, 14) käsittää nosturin, esimerkiksi, konttinosturin, kuten konttipukkinosturin (14) tai konttilukin.
25. Minkä tahansa edellisen vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään 3D-kameraa (3), kuten valonkulkuaikaa mittaa-vaa kameraa esimerkiksi Time-of-Flight kameraa, määrittämään etäisyyskartta (7).
26. Järjestely, tunnettu siitä, että järjestely käsittää välineet, suorittamaan minkä tahansa vaatimuksen 1 - 25 mukaisen menetelmän.
27. Tietokoneohjelmatuote, tunnettu siitä, että se käsittää ohjelma-käskyjä, jotka saavat kuormankäsittelylaitteen (2, 14), joka käsittää tartuntavä-lineet (2) kuorman (1, 1’) ainakin yhteen kiinnityspisteeseen tarttumiseksi suorittamaan minkä tahansa patenttivaatimuksen 1 - 25 mukaisen menetelmän suorittamisen, kun menetelmä suoritetaan kuormankäsittelylaitteella.
28. Menetelmä kuormankäsittelylaitteen päivittämiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää: asennetaan vaatimuksen 26 mukainen järjestely tai vaatimuksen 27 mukainen tietokoneohjelmatuote kuormankäsittelylaitteeseen (2, 14).
FI20126027A 2012-10-02 2012-10-02 Kuorman käsitteleminen kuormankäsittelylaitteella FI125689B (fi)

Priority Applications (18)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20126027A FI125689B (fi) 2012-10-02 2012-10-02 Kuorman käsitteleminen kuormankäsittelylaitteella
CA2886780A CA2886780A1 (en) 2012-10-02 2013-10-02 Load handling by load handling device
AU2013326359A AU2013326359C1 (en) 2012-10-02 2013-10-02 Load handling by load handling device
PCT/FI2013/050955 WO2014053703A1 (en) 2012-10-02 2013-10-02 Load handling by load handling device
CN201380061728.9A CN104812693B (zh) 2012-10-02 2013-10-02 通过货物操纵设备进行货物操纵
TR2019/04821T TR201904821T4 (tr) 2012-10-02 2013-10-02 Yük elleçleme cihazı ile yük elleçlenmesi.
JP2015533655A JP6167179B2 (ja) 2012-10-02 2013-10-02 積み荷操作装置を用いる積み荷の操作
PL13843984T PL2903925T3 (pl) 2012-10-02 2013-10-02 Obsługa ładunku przez urządzenie przeładunkowe
BR112015007476A BR112015007476A2 (pt) 2012-10-02 2013-10-02 manuseio de carga por dispositivo de manuseio de carga
ES13843984T ES2721008T3 (es) 2012-10-02 2013-10-02 Manejo de carga por dispositivo de manejo de carga
RU2015112902/11A RU2600974C1 (ru) 2012-10-02 2013-10-02 Способ и устройство для подъема и перемещения груза
UAA201503981A UA114641C2 (uk) 2012-10-02 2013-10-02 Спосіб і пристрій для підйому й переміщення вантажу
MX2015004102A MX2015004102A (es) 2012-10-02 2013-10-02 Maniobra de carga mediante un dispositivo de maniobra de carga.
EP13843984.9A EP2903925B1 (en) 2012-10-02 2013-10-02 Load handling by load handling device
US14/432,716 US9796563B2 (en) 2012-10-02 2013-10-02 Load handling by load handling device
MYPI2015000811A MY178662A (en) 2012-10-02 2013-10-02 Load handling by load handling device
PH12015500715A PH12015500715B1 (en) 2012-10-02 2015-03-30 Load handling by load handling device
SA515360216A SA515360216B1 (ar) 2012-10-02 2015-04-01 طريقة لنقل حمولات بواسطة جهاز معد لذلك

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20126027 2012-10-02
FI20126027A FI125689B (fi) 2012-10-02 2012-10-02 Kuorman käsitteleminen kuormankäsittelylaitteella

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20126027A FI20126027A (fi) 2014-04-03
FI125689B true FI125689B (fi) 2016-01-15

Family

ID=50434403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20126027A FI125689B (fi) 2012-10-02 2012-10-02 Kuorman käsitteleminen kuormankäsittelylaitteella

Country Status (18)

Country Link
US (1) US9796563B2 (fi)
EP (1) EP2903925B1 (fi)
JP (1) JP6167179B2 (fi)
CN (1) CN104812693B (fi)
AU (1) AU2013326359C1 (fi)
BR (1) BR112015007476A2 (fi)
CA (1) CA2886780A1 (fi)
ES (1) ES2721008T3 (fi)
FI (1) FI125689B (fi)
MX (1) MX2015004102A (fi)
MY (1) MY178662A (fi)
PH (1) PH12015500715B1 (fi)
PL (1) PL2903925T3 (fi)
RU (1) RU2600974C1 (fi)
SA (1) SA515360216B1 (fi)
TR (1) TR201904821T4 (fi)
UA (1) UA114641C2 (fi)
WO (1) WO2014053703A1 (fi)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9611126B2 (en) * 2013-08-12 2017-04-04 Abb Schweiz Ag Method and system for automatically landing containers on a landing target using a container crane
JP6305213B2 (ja) * 2014-05-29 2018-04-04 株式会社東芝 取出装置および方法
DE102014008094A1 (de) * 2014-06-02 2015-12-03 Liebherr-Werk Nenzing Gmbh Verfahren zum Steuern der Ausrichtung einer Kranlast und Auslegekran
FI128054B (fi) * 2014-12-31 2019-08-30 Konecranes Oyj Laite, menetelmät, tietokoneohjelma ja kokoelma kuvatiedon muodostamiseksi kuormapinosta
FI127606B (fi) 2015-04-01 2018-10-15 Konecranes Oyj Menetelmä, kuormankäsittelylaite, tietokoneohjelma ja tietokoneohjelmatuote tartuntavälineiden paikantamiseksi
EP3170783B1 (en) * 2015-11-23 2019-05-29 ABB Schweiz AG Container crane control system
CN105480848A (zh) * 2015-12-21 2016-04-13 上海新时达电气股份有限公司 一种港口吊车起重系统及其堆垛方法
CN107055331A (zh) * 2016-12-16 2017-08-18 上海电机学院 集装箱对箱引导系统
FI127422B (fi) * 2016-12-20 2018-05-31 Konecranes Global Oy Menetelmä, tietokoneohjelma ja laitteisto nosturin ohjaamiseksi ja menetelmä nosturin päivittämiseksi
ES2773051T3 (es) 2017-06-16 2020-07-09 Abb Schweiz Ag Flujo de video modificado para soportar el control remoto de una grúa de contenedores
EP3649073A4 (en) 2017-07-04 2021-03-10 PSA International Pte Ltd REMOTE CRANE CONTROL APPARATUS AND METHOD
US10705191B2 (en) * 2017-07-31 2020-07-07 Stmicroelectronics, Inc. Three-dimensional time-of-flight sensors for a transportation system
CN112938766B (zh) * 2017-09-05 2023-08-15 住友重机械搬运系统工程株式会社 起重机装置
KR102463556B1 (ko) * 2017-12-27 2022-11-07 대우조선해양 주식회사 인양물의 크레인 충돌방지를 위한 감시 시스템
CN108190753B (zh) * 2018-01-17 2020-03-27 潘莲英 一种基于极坐标的智能集装箱装卸系统
DE102018003640B4 (de) * 2018-05-04 2020-06-04 Wolfgang Wichner Werkzeuggreifzange eines Transportkrans für Presswerkzeuge
JP7092566B2 (ja) * 2018-06-12 2022-06-28 株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー スプレッダ操作支援システム
CN109019347A (zh) * 2018-10-18 2018-12-18 东北大学 一种桥式起重机自动控制系统
WO2020098933A1 (en) * 2018-11-14 2020-05-22 Abb Schweiz Ag System and method to load a container on a landing target
JP6879579B2 (ja) * 2019-02-28 2021-06-02 株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー コンテナクレーンの遠隔操作システムおよび遠隔操作方法
JP6879578B2 (ja) * 2019-02-28 2021-06-02 株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー コンテナクレーンの遠隔操作システムおよび遠隔操作方法
JP7162555B2 (ja) * 2019-03-08 2022-10-28 住友重機械搬送システム株式会社 クレーン、及びクレーンの積み付け方法
US11694452B1 (en) * 2019-10-07 2023-07-04 Deshazo, LLC Crane-mounted system for automated object detection and identification
CN110996068B (zh) * 2019-12-20 2021-03-16 上海振华重工(集团)股份有限公司 一种用于吊具的自动跟踪系统、设备和方法
US11403764B2 (en) * 2020-02-14 2022-08-02 Mujin, Inc. Method and computing system for processing candidate edges
JP7447373B2 (ja) 2020-10-07 2024-03-12 株式会社神戸製鋼所 クレーン監視装置および該方法ならびに天井クレーン
CN112488051A (zh) * 2020-12-16 2021-03-12 上海芯翌智能科技有限公司 货物装载状态判断方法及装置、存储介质、终端
WO2022221311A1 (en) 2021-04-12 2022-10-20 Structural Services, Inc. Systems and methods for assisting a crane operator
DE102022103283A1 (de) 2022-02-11 2023-08-17 Liebherr-Werk Biberach Gmbh Kran
EP4279435A1 (de) * 2022-09-19 2023-11-22 Siemens Aktiengesellschaft Betriebsverfahren für ein verladesystem und automatisierungssystem zur steuerung eines verladesystems
AT526231B1 (de) * 2022-10-07 2024-01-15 Hans Kuenz Gmbh Kran

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI111243B (fi) * 1994-03-30 2003-06-30 Samsung Heavy Ind Menetelmä nosturin käyttämiseksi
JP3085468B2 (ja) * 1995-03-27 2000-09-11 ティー・シー・エム株式会社 コンテナの荷役装置および管理システム
US6124932A (en) * 1996-04-10 2000-09-26 Tax; Hans Method for target-path correction of a load carrier and target-detection device and directional beam-emitting unit for performance of said method
SE513174C2 (sv) 1998-10-22 2000-07-24 Abb Ab Förfarande för hantering av containrar samt anordning för utförande av förfarandet
JP2001022087A (ja) * 1999-07-05 2001-01-26 Canon Inc 露光装置
JP2001097670A (ja) * 1999-09-28 2001-04-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd コンテナ位置検出装置
JP4282863B2 (ja) 2000-02-03 2009-06-24 三井造船株式会社 クレーンの吊り荷位置検出装置
JP2002104771A (ja) 2000-07-25 2002-04-10 Inst Of Physical & Chemical Res コンテナ位置検出装置
JP3785061B2 (ja) * 2000-10-27 2006-06-14 三菱重工業株式会社 荷役クレーンにおけるコンテナ位置検知方法及び装置並びにコンテナ着床、段積制御方法
JP2002241078A (ja) * 2001-02-09 2002-08-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd コンテナクレーンの着床目標設定装置
JP2003054871A (ja) 2001-08-10 2003-02-26 Yuzo Shimizu コンテナー吊用スプレッダー
JP4365246B2 (ja) * 2004-03-17 2009-11-18 三井造船株式会社 コンテナ昇降操作支援方法およびコンテナスプレッダ位置決め装置
JP2006256848A (ja) 2005-03-18 2006-09-28 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 荷役支援方法および荷役支援システム
JP2006273532A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd コンテナ荷役用クレーン
ES2401439T3 (es) 2006-08-29 2013-04-19 Abb Ab Dispositivo de control de carga para una grúa
DE102008019373A1 (de) 2007-07-03 2009-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Messvorrichtung und Verfahren zum Kalibrieren einer Messvorrichtung eines Krans
KR101638644B1 (ko) * 2008-10-20 2016-07-11 가부시키가이샤 리퍼테크노 컨테이너 위치 측정방법 및 컨테이너 위치 측정장치
FI121402B (fi) * 2009-04-15 2010-10-29 Konecranes Oyj Järjestelmä kontinkäsittelykoneen tunnistamiseen ja/tai sijainnin määrittämiseen
US8452527B2 (en) * 2010-10-11 2013-05-28 Containertrac, Inc. Method of automatic positioning for loading and unloading of container ships in container terminals
RU111532U1 (ru) 2011-07-05 2011-12-20 Общество с Ограниченной Ответственностью "Инженерное Бюро Воронежского Акционерного Самолетостроительного Общества" Кран-манипулятор с автоматизированной системой управления для перемещения контейнера с радиоактивными отходами
CN102336365A (zh) 2011-08-09 2012-02-01 栾清杨 场地集装箱龙门吊智能定位系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN104812693A (zh) 2015-07-29
PL2903925T3 (pl) 2019-07-31
CN104812693B (zh) 2017-05-31
EP2903925B1 (en) 2019-01-30
PH12015500715A1 (en) 2015-05-18
TR201904821T4 (tr) 2019-04-22
JP6167179B2 (ja) 2017-07-19
AU2013326359A1 (en) 2015-04-30
AU2013326359C1 (en) 2016-09-29
EP2903925A1 (en) 2015-08-12
MX2015004102A (es) 2015-10-26
RU2600974C1 (ru) 2016-10-27
MY178662A (en) 2020-10-20
EP2903925A4 (en) 2016-07-06
JP2015533747A (ja) 2015-11-26
US9796563B2 (en) 2017-10-24
BR112015007476A2 (pt) 2017-07-04
UA114641C2 (uk) 2017-07-10
US20150291400A1 (en) 2015-10-15
SA515360216B1 (ar) 2016-03-09
CA2886780A1 (en) 2014-04-10
PH12015500715B1 (en) 2015-05-18
ES2721008T3 (es) 2019-07-26
WO2014053703A1 (en) 2014-04-10
FI20126027A (fi) 2014-04-03
AU2013326359B2 (en) 2016-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI125689B (fi) Kuorman käsitteleminen kuormankäsittelylaitteella
FI125644B (fi) Järjestelmä ja menetelmä nosturin tartuntaelimen sijainnin ja kiertymän määrittämiseksi
FI121402B (fi) Järjestelmä kontinkäsittelykoneen tunnistamiseen ja/tai sijainnin määrittämiseen
JP3785061B2 (ja) 荷役クレーンにおけるコンテナ位置検知方法及び装置並びにコンテナ着床、段積制御方法
FI127606B (fi) Menetelmä, kuormankäsittelylaite, tietokoneohjelma ja tietokoneohjelmatuote tartuntavälineiden paikantamiseksi
CN102452611B (zh) 集装箱起重机的吊具空间姿态的检测方法和装置
US7123132B2 (en) Chassis alignment system
CN111032561B (zh) 起重机装置
JP6481178B2 (ja) クレーンの遠隔運転方法及びクレーンの遠隔運転装置
CN110540137A (zh) 一种基于多传感器融合的起重机作业系统
KR20100097582A (ko) 컨테이너 도킹 시스템, 컨테이너 크레인, 및 컨테이너 도킹 방법
WO2002034663A1 (en) Chassis alignment system
JP2016193778A (ja) クレーンの運転支援方法及びクレーンの運転支援装置
CN114890280A (zh) 一种吊具的检测对准方法和装置
KR20110066764A (ko) 컨테이너 운반용 크레인의 스프레더 자동제어 시스템
WO2022238620A1 (en) Determining position of a container handling equipment

Legal Events

Date Code Title Description
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: KONECRANES GLOBAL OY

FG Patent granted

Ref document number: 125689

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B