SE470018B - Optiskt avkännings- och styrningssystem - Google Patents

Description

470 018 2 teknik med avkodare mot maskinens hjul, vilket inte ger till- räcklig noggrannhet. Vidare har provats kontaktrullar mot markytan vilka generellt har tillräcklig noggrannhet, men dessa kräver att markytan är fullständigt ren från skräp eller små stenar etc. Ett tredje system bygger på diskreta läsbara brickor utplacerade i lastområdet och vilka skall kunna läsas av maskinen när denna passerar en sådan bricka, varvid positionen erhålls.

Ett stort antal sådana system är kända från spàrbunden teknik.

En variant av ett sådant system visas t. ex. i patentdokumentet GB 2 112 982 av Mitsui Engineering and Shipbuilding Co. Ltd.

(Japan) tillämpat för en containerkran av typ RTG. I patent- dokumentet DE 38 25 097 av Lanfer och Kugler, Tyskland finns visat en anordning för inplaceringsmätning för tillämpning på kranbalkar genom färgmarkeringar på balken som läsas med en enkel optisk avkännare. Ett annat system för att identifiera en container som ligger i en större stack som betjänas av en R.T.G. visas i dokumentet GB 2 221 212 visas av Davy Morris Limited, Loughborough, Storbritannien. Detta utnyttjar en dator för identifieringen och lagringen av hur olika containrar är placerade eller har placerats i containerstacken.

För en effektiv hantering av containrar krävs ett system som låter maskinen röra sig tämligen fritt inom ett definierat godshanteringsområde samt att systemet i ett visst läge vid lastning mer eller mindre automatiskt kan identifiera lyftokets position i förhållande till den container som skall lyftas. Ett sådant system för lyftoket finns publicerat i det internationella patentdokumentet WO-Al-90/09336 av Bromma Conquip AB. Ett annat system. publicera. i det amerikanska dokumentet_ US 4 139 107 använder en detekteringsplatta pà containern vilken detekteras för inplacering av lyftoket. Något sådant mera fullständigt system för dessa containerhanteringsmaskiner är idag inte känt.

Slutna TV-system finns visat tillämpade för kranar t. ex genom patentdokumentet DT 26 42 373 som visar användning av en videokamera på en lyftkran. Problemet med en kran för container- hantering är att matning av en direkt videosignal med en enkel 470 ms 3 koaxialkabel är svår på grund av de mekaniska påfrestningar en sådan kabel skulle utsättas för då en sådan förbindelse måste ske via kranwiren till lyftoket där kameran måste placeras. Optiska avkänningssystem med t. ex en videokamera är i och för sig också kända i övervakningssystem med en eller flera kameror fast monterade för övervakning av en eller flera bevakningssektorer.

Vidare finns sådana system som arbetar med en viss uppsättning av standardbilder för att kunna bedöma huruvida en inkräktare finns inom ett givet bevakningsområde. Dock behöver denna typ av ren bildövervakning inte arbeta lika snabbt jämfört med ett motsvarande system i en rörlig tillämpning, vilken direkt eller indirekt styr rörelsen och dessa kända övervakningssystem är alltså inte tillämpliga för att lösa ovanstående problem.

Redogörelse för uppfinningen Föreliggande uppfinning tillhandahåller ett positionsavkännings- system för lyftoket på en lastkran, företrädesvis en godshante- ringsmaskin för containrar. Systemet kan normalt vara integralt med övrig databearbetning och automatik i maskinen, men är också installerbart som en separat enhet i en befintlig fast eller rörlig lyftkran, för att identifiera lyftokets position i förhållande till den container som skall lyftas.

Systemet för identifiering av lyftokets position innefattar en eller flera optiska avkännare, i en utföringsform i form av en standardupplösande videokamera med CCD-cell, en belysningskälla, och en mikroprocessorbaserad anpassningsanordning vilken avkänner, omvandlar och utvärderar signalerna från den optiska avkännaren samt jämför erhållna data med tidigare lagrade standarddata för bedömning av läget för lyftoket relativt en standardhörnlåda på en container.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller vidare en anordning för att styra en godshanteringsmaskin att följa ett system av färgade linjer, som är målade på godshanteringsområdets ytbeläggning.

Systemet säkerställer, med hjälp av en eller flera optiska 470 018 4 avkännare placerade på maskinen, att denna bibehåller en bana och kurs utan att introducera skevning eller positionsförskjutningar i förhållande till de på ytbeläggningen målade färgade linjerna.

Systemet i enlighet med föreliggande uppfinning innefattar på godshanteringsmaskinen tillsammans med en eller flera optiska avkänningsenheter även belysningsenheter vid följning av de på ytbeläggningen målade linjerna, en i maskinens hytt anordnad databearbetningsenhet med tillhörande manöverbord och presenta- tionsenhet samt en styrningsenhet för att manuellt eller semiautomatiskt i enlighet med de på ytbeläggningen påmålade linjerna förflytta maskinen. Det på ytbeläggningen pàmàlade linjesystemet erbjuder också genom införandet av ett kodnings- system vid varje tidpunkt en absolut lägesinformation till maskinens databearbetningsenhet.

Systemet för identifiering av lyftokets position tillhandahåller vidare följande fördelar: A) systemet kräver bara begränsat utstickande sökararmar som eventuellt sticker ut vid någon sida av en container, B) systemet fungerar även då containrarna är uppställda så att de står tätt intill varandra, C) systemet fungerar för alla containrar med standardhörnlådor, oberoende om de saknar tak eller sidor, D) systemet fungerar för direktstyrning av kranen, eftersom det ger exakt information om avstånd och riktning till standard- hörnlådan, varvid avvikelser i x- och y-led anges i absolut mått, företrädesvis i mm, E) kranstyrningen och operatören erhåller under sänkrörelse av lyftoket kontinuerlig information om lyftokets position relativt den underliggande containern. Därmed genomförs korrigering i x- och y-led av lyftoket resp. lyftkranen under sänkrörelsen som principiellt inte behöver avbrytas, F) systemet kräver externt endast små enheter för den optiska avkänningen och belysningen samt den lokala databearbetnings enheten som med lätthet placeras på lyftoket, 470 018 5 G) systemet arbetar med ett höjdintervall som för lyftoket varierar mellan 0,1 och ca 3 meter eller vid behov mer, H) systemet erbjuder en maskinförare i maskinens manöverhytt, eller vid ett större semiautomatiserat lastningssystem i ett centralt placerat manöverrum, även visuell information av lyftokets position i förhållande till containern som skall lyftas.

Figurbeskrivning Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas i några belysande utföringsformer med hjälp av de medföljande ritningarna i vilka Fig. l visar ett lyftok med en optisk avkännare i form av en videokamera samt tillhörande lokala databehandlingsen- het innefattande även en lokal elektronikenhet, Fig. 2 visar ett schematiskt blockschema över ett styrsystem för ett lyftok till en kran för containerhantering i enlighet med föreliggande uppfinning, Fig. 3 visar en. belysande utföringsform av en optisk av- kännare i form av en videokamera av CCD-typ i enlighet med uppfinningen, Fig. 4 visar en belysande utföringsform av en manöverpanel för ett styrsystem med datapresentation avseende lyftokets läge och rörelse visat på skärmen.

Fig. 5 visar schematiskt i en belysande utföringsform ett avsnitt av linjemarkeringar på ett lastomràdes ytbe- läggning för styrning av en kran för containerhante- ring i enlighet med föreliggande uppfinning, Fig. 6 visar ett schematiskt blockschema över ett styrnings- system för en lastkran för containerhantering i enlighet med uppfinningen, och 470 018 6 Fig. 7 visar samma manöverpanel som i Fig. 3 men med en datapresentation på skärmen för manövrering av själva containerhanteringsmaskinen.

Belvsande utföringsform När en kran för containerhantering i form av t.ex. en lyftkran har intagit ett preliminärt önskat läge för att t. ex. lyfta en container börjar ett lyftok att sänkas. I Fig. 1 visas en prin- cipskiss uppifrån av ett lyftok 1 av standardtyp för containrar med sina fyra sökararmar 2 i uppfällt läge. Lyftoket är vidare försett med en optisk avkännare 3 i form av en CCD-videokamera 35 med en belysningsanordning 36 (Fig. 3) anordnad vid ett hörn 4. I en första utföringsform är kameran försedd med en fix- fokusoptik. Vidare finns på lyftoket anordnat en primär lokal databearbetningsenhet 7 innefattande en elektronikenhet PSU 71 (Fig. 2) för omvandling av bilddata från CCD-kameran till digitala mönsterdata vilka påförs ett antal primära parallella processorer 72 och vilka sedan via en kommunikationsöverföring 74 i form av t.ex optisk fiber, ett kabelsystem med företrädesvis tvåledarsystem eller ett riktat radiolänksystem i företrädesvis Ghz-området, överför redan delvis bearbetad och komprimerad information till en central bearbetningsenhet 8. I Fig. 2 visas ett förenklat blockschema över det optiska avkänningsarrangemang- et för inplaceringen av lyftoket. Som framgår av Fig. 2 finns även en höjddetektionsanordning 73 vilken kontinuerligt ger en ytterligare hjälpinformation i form av en höjd, vilken dels i en utföringsform av uppfinningen möjliggör styrning av fokusering och brännvidd för CCD-kameran 35 och dels allmänt för information till den centrala databearbetningsenheten 8 om lyftokets höjdläge i förhållande till den högst liggande ytan av ett underliggande föremål förutom den information som datorsystemet deriverar ur bilddata med ledning av t.ex storleken av ett av de fyra ingreppshålen.befintliga.pà.containerns övre hörnytor. Ett sådant ingreppshål är t.ex. enligt ISO ovalt och har standardmåtten 63 x 124 mm och vars storlek i den av kameran alstrade bilden mäts med hjälp av en databearbetningsenhet. Höjddetektorn 73 anger avståndet till högsta punkten av föremålet beläget inom en yta 470 ms 7 motsvarande drygt hela lyftoket utbredning genom användande av etablerad avståndsmätningsteknik med i den belysande utförings- formen i form av en liten elektroniskt kopplad mätanordning med ultraljud, vilken dock har en 'viss begränsning vid taklösa containrar, medan bildbehandlingen primärt förutom läget i sidled anger avståndet till just en lokaliserad hörnlådans ingreppshàl, som igenkänns med dels den lokala bearbetningsenheten 7 och dels med den centrala databearbetningsenheten 8 genom jämförelse av standardhålets storlek med lagrade standarddata som t. ex. en funktion av avbildningshöjden. Under sänkrörelsen identifierar den optiska avkännaren 3 hörnet med det vanligtvis ovala ingreppshålet på containerns standardhörnlåda närmast lyftokets hörn 4 med avkännaren 3 och den centrala databearbetningsenheten 8 ger semiautomatiskt/automatiskt via en anpassningsenhet 84 för kranstyrning korrektioner till lyftkranen för smärre justeringar så att lyftoket hamnar exakt mot containerns standardhörnlåda.

Genom att databearbetningsenheten kontinuerligt erhåller information om lyftokets läge görs eventuella nödvändiga lägesjusteringar i sidled (eller framåt eller bakåt med själva maskinen) under kontinuerlig sänkning av lyftoket som alltså principiellt inte behöver stoppas i sin sänkningsrörelse för en mindre lägeskorrigering. Eftersom den optiska avkännaren 3 endast söker efter själva hörnet eller hålet på standardhörnlàdans övre ram spelar det ingen roll om containern saknar tak eller sidor.

Operatören erhåller samtidigt bildinformationen på en presenta- tionsenhet 5 med en skärmbild visad i Fig. 4. Operatören kan alltså även se containern i en slags sidovy och positionen för lyftokets låsanordning i förhållande till fästhålet i en förenklad streckbild och beräknade koordinatavvikelser, vilket ger en mycket exakt känsla för hur lyftoket placeras vilket i sin tur gör att hela processen.ytterligare kan göras snabbare förutom att den dessutom blir säkrare. Om lyftoket skulle sänkas under den normala höjden för en standardcontainer larmas operatören av den centrala databearbetningsenheten att en icke normal situation är förhanden. 4270 018 8 I Fig. 3 visas i en belysande utföringsform en optisk avkännare i form av en videokamera 35 med CCD-cell tillsamman med en be- lysningsenhet 36. Belysningsenheten 36 vid CCD-kameran arbetar företrädesvis i den belysande utföringsformen med fast ljus, men arbetar i en annan utföringsform med intermittent belysning i form av ljusblixtar synkroniserade med elektronikenheten för om- vandling av bildinformationen från CCD-kameran till digital mönsterinformation för vidare bearbetning av dataprocessorerna 72 i Fig. 2. Kamerasystemet 3, 35 fungerar dock alltid standard- mässigt även med kontinuerlig belysning när ingen extra belysning används eller den extra belysningen 36 också är kontinuerlig beroende av typen av belysningsaggregat.

I en första utföringsform jämför en databearbetningsenhet programmässigt erhållna bildmönsterdata med i. förväg lagrade parametrar enligt etablerad datorteknik. I en andra utföringsform arbetar den centrala databearbetningsenheten 8 istället med två moder, dels en inlärningsmod och dels en driftsmod. Inlärnings- moden används för att skapa mönsteruppsättningar i minnesenheten för jämförelse med aktuella erhållna mönster vid normal drifts- mod, dvs under inplaceringen av lyftoket. I inlärningsmoden körs lyftoket manuellt till olika höjder och positioner över standard- hörnlådan på en container och de sålunda genom databearbetnings- enheten 7 skapade förenklade mönster, primärt erhållna från den optiska avkännaren 3, lagras dels i minnesenheten 76 och dels i den centrala bearbetningsenhetens minnesenhet 86, vilka in- nehåller skriv- och läsminnen i form av RAM-kretsar med hjälp av ett enligt känd teknik förut fastställt program för processorer- na. Sålunda erhållna referensmönster överförs sedan med hjälp av en elektronikenhet (ej visad) till läsminneskretsar i form av ROM-kretskapslar vilka sedan insätts i minnesenheterna 76, 86 och kommer enligt känt förfarande att utgöra en del av läsminnena i minnesenheterna 76, 86, från vilka olika referensmönster erhålls under driftsmoden.

Den lokala databearbetningsenheten 7 arbetar alltså i den andra utföringsformen också för att skapa referensbildmönster av 470 018 9 standardhörnlàdan för en container, förutom att liksom i den första utföringsformen för att erhålla aktuella bildmönster vid inplacering av lyftoket mot standardhörnlådan. De alltså enligt ovan erhållna ROM-kretskapslarna innehållande digitala mönsterda- ta placeras företrädesvis primärt i den lokala bearbetningsen- heten 7 på själva lyftoket så att en väsentlig del av bildbe- arbetningen göres lokalt av en digital processor eller flera primära parallella processorer 72, företrädesvis t.ex så kallade transputers, för att i så stor utsträckning som möjligt lokalt reducera mängden av data, väsentligen i form av koordinatin- formationer, som sedan i komprimerat skick enligt redan känd teknik överförs till och tas emot av den centrala databearbet- ningsenheten 8 via en kommunikationsöverföring 74 i form av t.ex en optisk fiber, ett elektriskt tvåledarsystem eller ett riktat radiolänksystem. En konventionell fysisk förbindelse med även fler ledningar än två är givetvis möjlig för en eventuellt högre överföringshastighet, men en fysisk förbindelse med så få ledningar som möjligt är den lämpligaste med tanke på de påfrestningar som en sådan kabel kommer att utsättas för. Härvid reduceras också i mycket hög grad möjligheten för felaktig infor- mationsöverföring genom att ett avbrott i en av de två led- ningarna, i'motsats till vid användandet av många ledningar, - resulterar i att överföringen helt stoppas som en indikering att kabeln måste repareras eller bytas ut.

I fig. 5 finns illustrerat en del av ett större linjemönster i en belysande utföringsform av föreliggande uppfinning, målat med färg, företrädesvis vit, grön, blå eller röd, på ytbeläggningen där en kranmaskin, företrädesvis en maskin för containerhante- ring, rör sig. I Fig. 6 visas ett motsvarande schematiskt blockdiagram över huvuddelarna i ett arrangemang för styrning av själva kranmaskinen. Fig. 6 visar i den belysande utföringsformen två optiska avkänningsenheter 3', 3" med varsin CCD-videokamera 35', 35" med belysningsenheter 36', 36" vilka principiellt är identiska med den optiska avkänningsenheten 3 visad i Fig. 3 och monterad på lyftoket. Den ena kameraenheten 3' är här placerad framtill på kranen medan den andra enheten 3" är motsvarande 470 018 10 placerad baktill på lyftkranen. Arrangemanget visat i Fig. 6 innehåller vidare en elektronikenhet 71' för omvandling av bildsignalerna till digitala signaler samt ett antal primära parallella processorer 72' direkt kopplade till CCD-videokameror- na via elektronikenheten 71' i likhet med anordningen visad i Fig. 2. I en föredragen utföringsform kan för denna tillämpning naturligtvis denna lokala databearbetningsenheten 7' sammanbyggas direkt med den centrala databearbetningsenheten, men för enhetlighet i beskrivningen visas enheten 7' som en separat enhet. Vidare finns som förut den centrala databearbetningsen- heten 8 med de ytterligare sekundära parallella processorerna till vilka de primära parallella processorerna är anslutna via databussledningar 74'. Den centrala databearbetningsenheten 8 bearbetar dessa bildsignaler i likhet med tidigare beskrivning i form av förenklade bildmönster från de primära parallella pro- cessorerna 72' och visar dels aktuella erhållna mätdata på presentationsenheten 85 (Fig. 7) och styr via anpassningsenheten 84 för kranstyrning i Fig. 6 icke visade styranordningar för maskinen vid dess rörelse längs ett inom containerhanterings- området anordnat linjemönster.

I Fig. 5 exemplifieras-i en=be1ysande utföringsform en liten del av de linjer efter vilka maskinen styrs vid förflyttning längs en lastkaj eller i ett lastningsområde. Fig. 5 visar en fyr- vägskorsning av dessa följningslinjer. Om kranen rör sig i riktningen för pilen 110 är det möjligt att välja mellan tre vägalternativ med hjälp av en manövreringsenhet (icke visad) eller genom att i förväg mata in data till den centrala databe- arbetningsenheten 8 via ett icke visat tangentbord. Har operatör- en valt kommandot "vänster" kommer kranen att följa den böjda linjen 13, 31 och sedan linjen 30 vidare. Har operatören i stället valt kommandot "höger", följer kranen den böjda linjen 14, 41 och linjen 40 vidare i motsatt riktning mot pilen 140. Om operatören slutligen skulle ha valt kommandot för "rakt fram" kommer kranen att gå via linjen 12, 21 och vidare längs linjen 20 mot riktningen för pilen 120. Pà motsvarande sätt om kranen kommer längs linjen 40 i riktningen för pilen 140 finns två 470 018 11 möjligheter till vägval genom kommando från manövreringsenheten eller det icke visade tangentbordet. Endera väljs en väg åt vänster via den krökta linjen 41, 14 och vidare längs linjen 10 mot riktningen för pilen 110 eller också en väg rakt fram via linjerna 43, 34 och vidare längs linjen 30. Här föreligger alltså ingen möjlighet genom följning av linjesystemet att välja en väg till höger och kranen kan inte annat än helt manuellt förmàs att svänga till höger eftersom de optiska avkännarna då förlorar kontakt med den logiska linjeuppbyggnaden och den centrala databearbetningsenheten 8 inte tillåter detta vid program- kontrollerad körning. Fortsättningsvis förutsätts därför dator- kontrollerad körning.

Om kranen kommer i riktningen för pilen 120 finns alltså i denna linjekorsning inget valalternativ utan kranen måste fortsätta framåt via linjerna 21, 12 och vidare längs linjen 10 mot riktningen för pilen 110. Som vidare framgår i Fig. 5 finns alltid ett kort avbrott i en linje före ett läge där flera alternativa linjevägar föreligger för attzytterligare säkerställa att den centrala databearbetningsenheten 8 uppfattar ändringen i mönstret längs förflyttningsvägen. Vid förflyttning i rikt- ningen för pilen 120 betyder avbrottet vid 13, 14 att alternativa linjevägar sammanstrålar medan vid förflyttning i riktningen för pilen 110 betyder avbrottet vid 13, 14 att alternativa förflytt- ningsvägar föreligger. Eftersomlnaskinen är försedd med identiska optiska avkännare framtill 3' och baktill 3" kommer systemet att verka likadant vare sig maskinen körs framåt eller backas. Vid backning kopplas den bakre optiska avkännaren 3" med kameran 35" in som primär avkännare av den centrala databearbetningsen- heten 8 medan vid körning framàt den främre optiska avkännaren 3' kameran 35' utgör den primära optiska avkännaren.

Varje linjesegment innefattar vidare i en första utföringsform en binär kodning som delvis exemplifierats i Fig. 5. Den centrala databearbetningsenheten 8 utläser dessa binära data ur det förenklade digitala mönstret erhållet från någon av de primära parallella processorerna 72'. I den första belysande utförings- 470 018 12 formen sker detta bland annat med hjälp av ett synkroniserings- märke längre än de andra 8 märkena i den belysande utförings- formen i Fig. 5. Dessa är placerade på endera sidan om linjerna beroende av om de skall indikera en logisk "etta" eller logisk "nolla". Med synkroniseringsmärket anges den mest signifikanta biten MSB i de binära talen vilket gör att mönstret kan entydigt läsas från båda riktningarna. I en andra utföringsform innehåller dessa binära data betydligt fler än 8 bitar, lämpligen 16 bitar och förekommer på en mångfald ställen längs ett linjesegment varför den centrala databearbetningsenheten 8 med hjälp av dessa kan fastställa ett mycket exakt läge för kranen dels med hjälp av den digitala mönsterinformationens position längs linjen och dels genom tiden mellan varje sådan läst mönsterinformation, vilket alltså samtidigt ger information om maskinens rörelsehas- tighet. I en tredje utföringsform utgörs dessa binära talmönster av en redundant streckkod representerande en mångfald binära bitar med hjälp av även olika tjocka linjer. Genom att i den belysande utföringsformen läsa på båda sidor om linjen erhålls en också en redundant information för att ytterligare säkerställa korrekt avläsning. I varje läge kan nämligen i den första och andra utföringsformen en viss kodmärkena för logisk "etta" och logisk "nolla" bara finnas på endera sidan av linjen med undantag för de längre synkroniseringsmärkena, varför det binära värdet avläses dubbelt och den aktuella processorn kontrollerar att registreringarna överensstämmer. Om sådan överenstämmelse ej erhålls larmas operatören, vilken kan undersöka om den målade färgade linjen kan ha skadats eller om ett föremål med rätt färg och samma storlek och utseende som märket kan finnas eller om något obehörigt föremål täcker linjen. Vid en eventuell skada korrigeras linjen enkelt hjälp av ny färg och med hjälp av en mall enligt redan känd teknik. I den belysande utföringsformen finns :i omedelbar närhet av CCD-kameran 35', 35" med dess belysningsanordning 36', 36" en tryckluftsanordning (ej visad) som blåser mot det område som detekteras av CCD-kameran. På detta sätt blåses mindre mängder av grus eller snö bort från linjen för att erhålla en korrekt avsökning av linjen. 470 G18 13 I den första utföringsformen jämför en databearbetningsenhet programmässigt erhållna bildmönsterdata med i. förväg lagrade parametrar enligt etablerad datorteknik. I en andra utförings- formen arbetar den centrala databearbetningsenheten 8 arbetar enligt tidigare beskrivning med två moder, en inlärningsmod och en driftsmod. Inlärningsmoden används då som tidigare beskrivits för att skapa mönsteruppsättningar i minnesenheten 86 för jämförelse med aktuellt erhållna mönster under en förflyttning.

I inlärningsmoden körs kranen. manuellt till olika typer av korsningar i linjenätet och förenklade mönster erhållna med de optiska avkännarna 3', 3" lagras i minnesenhetens skriv- och läsminne i form av RAM-kretsar, i likhet med tidigare nämnda exempel i samband med Fig. 2, med hjälp av ett förut fastställt program för processorerna enligt känd teknik. Sålunda erhållna referensmönster överförs sedan med hjälp av elektronikenheten (inte visad) till läsminneskretsar i form av ROM-kretskapslar vilka sedan insätts i minnesenheten 76 alternativt 86 och kommer enligt känt förfarande att utgöra läsminne, från.vilket referens- mönster erhålls under driftsmoden som redan beskrivits ovan i samband med beskrivningen av inplaceringen av lyftoket i den belysande utföringsformen.

I Fig. 7 visas den i den första och andra belysande utförings- formen anordnade presentationsskärmen 85 ansluten till den centrala databearbetningsenheten 8. Med hjälp av bilden enligt Fig. 7 på presentationsskärmen 85 erhåller operatören aktuella upplysningar om kranens läge i förhållande till en önskad förflyttningsväg. Operatören har möjlighet att välja mellan manuell manövrering eller semiautomatisk manövrering och vidare om màttenheter skall anges med metriska enheter dvs. m och cm eller enligt t. ex måttsättet med fot och tum etc. Presentations- skärmen visar även hur förflyttningen är avsedd att fortsätta med utgångspunkt från redan eventuellt inmatade uppgifter till den centrala databearbetningsenheten 8. 470 G18 14 Funktionssättet för de redan väl kända delarna i datarbearbet- ningsenheterna 7, 7' och 8, med dess styrfunktioner och datorpro- gram, liksom det detaljerade funktionssättet för elektroniken- heterna 71, 71' har här utelämnats eftersom dessa delar inte utgör själva uppfinningen utan endast utgör delar för att åstadkomma lösningen av själva styrningsproblemet, vilket är målsättningen för den föreliggande uppfinningen. De för upp- finningen karakteriserande kännetecknen framgår av de oberoende patentkraven 1 och 2 och tillhörande beroende underkrav.

Claims (15)

15 PATENTKRAV

1. Arrangemang med optisk avkänning av läget för en container för styrningsändamål vid t. ex. lastning och lossning av en container med en lyftkran, företrädesvis en typ av bockkran, försedd med ett lyftok (1) anpassat till fyra ingreppshål i containern för lyftande och förflyttande av containern till eller från en bestämd position, vilket arrangemang omfattar ett optiskt avkänningssystem (3), en databearbetningsenhet (7, 8) innefattan- de minnesanordningar (76, 86) i form av ROM- och RAM-kretsar, styrorgan i form av ett tangentbord och en manöveranordning, en presentationsenhet (85) i form av en skärm varvid databearbet- ningsenheten styrs av i minnesanordningarna lagrat datorprogram, samt vidare manövreringsorgan för manövrering av lyftkranen, k ä n n e t e c k n a t av att det optiska avkänningssystemet (3) utgörs av ett kamera- system, företrädesvis av CCD-typ, vilket alstrar en bild av containerns översida, där de fyra ingreppshålen finns, varvid med hjälp av databearbetningsenheten företrädesvis alstras en digital bild av en del av containerns översida, väsentligen ett hörnav- snitt, som ligger inom den optiska avkänningsanordningens synfält, att databearbetningsenheten.är känslig för avbildningen av det vid hörnavsnittet av containern befintliga ovala ingreppshålet, varvid avbildningen av det ovala ingreppshålet jämförs med på förhand lagrad information för beräkning av avståndet mellan det optiska avkänningssystemet och containerns översida som in- nehåller det avbildade ovala ingreppshålet, att avståndet från lyftoket (1) till containern beräknas med hjälp av databearbetningsenheten primärt genom det ovala hálets storlek i avbildningen, att databearbetningsenheten vidare genom jämförelsen av avbildningen av det ovala ingreppshålet med den pá förhand lagrade information beräknar det ovala hålets läge/inriktning i förhållande till lyftokets (1) position och via presentationsen- heten (85) visar lägesförhållandet samtidigt som att signaler alstras med hjälp av en anpassningsenhet (84) för direkt matning 470 018 16 till kranens manöveranordning för möjliggörande av korrektion av lyftokets (1) höjd och läge i förhållande till den container som skall lyftas.

2. Arrangemang enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att databearbetningsenheten (7, 8) utgörs dels av en lokal databe- arbetningsenhet (7) företrädesvis placerad.pà.själva lyftoket (1) och dels av en central databearbetningsenhet (8), och att den lokala databearbetningsenheten (7) på lyftoket (1) förutom ordinarie strömförsörjning är försedd med en signalöverförings- anordning (74), vilken står i. förbindelse med den centrala databearbetningsenheten (8) i lyftkranen och kontinuerligt överför resultat av förbearbetade bilddata till den centrala databearbetningsenheten för ytterligare bearbetning av bilddata för styrning av lyftoket och/eller bockkranen.via anpassningsen- heten (84) för kranmanövrering och för visning av aktuella data på presentationsenheten (85).

3. Arrangemang enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att att den lokala (7) och/eller den centrala (8) bearbetningsen- heten innefattar en màngfald parallellt arbetande processorer, företrädesvis s. k. transputers.

4. Arrangemang enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t av att att en elektronikenhet (71) omvandlar i de realtid erhållna signalerna från det optiska avkänningssystemet (3) till digitalt representerade förenklade mönster som påförs den lokala be- arbetningsenheten (7), varvid den lokala (7) och/eller centrala (8) bearbetningsenheten jämför de i realtid erhållna mönstren med de olika lagrade mönstren enligt känt förfaringssätt och med ledning av resultatet av jämförelsen utger signaler för överför- ing till och påverkan av manövreringsorganen för att manövrera bockkranen resp. lyftoket (1) i enlighet med ett på förhand fastställt förfaringssätt. 470 G18 17

5. Arrangemang enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att arrangemanget har två operationsmoder, varvid en första operationsmod utgör en inlärningsmod, medan den andra.moden utgör en arbetsmod, att den på förhand lagrade informationen är skapad genom att arrangemanget i den första moden, inlärningsmoden, alstrar referensavbildningar för olika lägen av en container med sådana ovala ingreppshål i förhållande till lyftoket och vid olika höjder av lyftoket (1) över containern och att de så erhållna referensavbildningarna lagras digitalt i databearbetnings- anordningens (7, 8) minneskretsar (76, 86).

6. Arrangemang enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att vidare innefatta en anordning som styrd av den centrala bearbetningsenheten (8) möjliggör överföring av digitala referensmönsterdata erhållna i den första arbetsmoden från minnesanordningarna till ROM-kretsar, vilka sedan kan insättas i minnesanordningen (76, 86) som fasta läsminnen.

7. Arrangemang enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e o k n a t av att arrangemanget vidare innefattar en belysningsanordning (36) vilken.är anordnad tillsammans med.det optiska avkänningssystemet (35),

8. Arrangemang enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att en ytterligare höjddetekteringsanordning (73) är anordnad på lyftoket (1) och är kopplad till den lokala databearbetnings- enheten (7), för erhållande av ett jämförelseavstànd till ett under lyftoket (1) liggande föremål.

9. Arrangemang med optisk avkänning för styrning av positionen för en lyftkran, företrädesvis en typ av bockkran, försedd med ett lyftok (1) för lastning och lossning av en container till eller från en bestämd position, vilket arrangemang omfattar ett optiskt avkänningssystem (3' , 3 ' ' ), en databearbetningsenhet (7' , 470 018 18 8) innefattande minnesanordningar (76', 86) i form av ROM- och RAM-kretsar, styrorgan i form av ett tangentbord och en manövera- nordning, en presentationsenhet (85) i form av en skärm varvid databearbetningsenheten styrs av ett i minnesanordningen lagrat datorprogram, samt arrangemanget vidare innefattar'manövrerings- organ för påverkan av lyftkranen, k ä n n e t e c k n a t av att det optiska avkänningssystemet (35', 35") är avsett att avkänna färgade linjer anordnade på en ytbeläggning där lyft- kranen försedd med det optiska avkänningssystemet förflyttas och varvid de färgade linjerna tillsammans bildar ett större mönster indikerande en mångfald olika alternativa förflyttningsvägar för lyftkranen, att det optiska avkänningssystemet (3', 3") utgörs av ett kamerasystem, företrädesvis av CCD-typ, vilket alstrar en bild av en del av det färgade linjemönstret, varvid med hjälp av databearbetningsenheten erhålls styrdata från den del av det färgade linjemönstret som ligger inom det optiska avkännings- systemets synfält, varvid databearbetningsenheten (7', 8) är känslig för avbildningen av delen av linjemönstret inom av- känningssystemets synfält, och jämför den erhållna avbildningen med på förhand lagrad information för fastställande av möjliga tillåtna förflyttningsvägar för lyftkranen, attarrangemangetvidareinnefattarbelysningsanordningar(36', 36") vilka är anordnade tillsammans med det optiska avkännings- systemet (35', 35"),

10. Arrangemang enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att arrangemanget har två operationsmoder, varvid en första operationsmod utgör en inlärningsmod, medan den andra.moden utgör en arbetsmod, att den på förhand lagrade informationen är skapad genom att arrangemanget i den första moden, inlärningsmoden, alstrar referensavbildningar för olika positioner för kranen längs linjemönstret och att de så erhållna referensavbildningarna lagras digitalt i databearbetningsanordningens (7, 8) minneskret- sar (76, 86). 470 018 19

11. ll. Arrangemang enligt krav 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a t av av att databearbetningsenheten (7' , 8) utgörs dels av en lokal databearbetningsenhet (7') företrädesvis placerad nära ett optiskt avkänningssystem och dels av en central databearbet- ningsenhet (8), och att den lokala databearbetningsenheten (7') förutom ordinarie strömförsörjning är försedd med en signal- överföringsanordning (74), vilken överför signaler till den centrala databearbetningsenheten (8) i lyftkranen och kontinuer- ligt överför resultatet av förbearbetade data till den centrala databearbetningsenheten för ytterligare bearbetning av data för styrning av kranen via anpassningsenheten (84) för kranmanövre- ring och för visning av aktuella data på presentationsenheten (85).

12. Arrangemang enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att att en elektronikenhet (71) omvandlar de i realtid erhållna signalerna från det optiska avkänningssystemet (3', 3' ') till digitalt representerade förenklade mönster som pàförs den lokala bearbetningsenheten (7), varvid den lokala (7) och/eller centrala (8) bearbetningsenheten jämför de i realtid erhållna mönstren med de olika lagrade referensmönstren enligt känt förfaringssätt och med ledning av resultatet av jämförelsen utger signaler för överföring till och påverkan av manövreringsorganen för att styra bockkranen resp. lyftoket (1) i enlighet med ett på förhand fastställt sätt.

13. Arrangemang enligt krav ll, k ä n n e t e c k n a t av att de färgade linjerna vidare innehåller en binär kod som avkännes av det optiska avkänningssystemet (3', 3' ') varvid signalerna omvandlas av elektronikenheten (7l') och påföres databearbetningsenheten (7' ), varvid den centrala bearbetningsen- heten (8) fràn data erhållna ”från bearbetningsenheten (7') ytterligare fastställer vilken typ av mönster som varje ögonblick är förhanden vid det optiska avkänningssystemet (3', 3' ') vars utsignaler omvandlats av elektronikenheten (7l') till digital information och varvid databearbetningsenheten (8) med hjälp av 470 018 zo den binära koden vid de färgade linjerna erhållen via bearbet- ningsenheten (7') vidare fastställer ett ytterligare mått för positionen längs lyftkranens aktuella tillåtna förflyttningsväg.

14. Arrangemang enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a t av att kranens manövreringsorgan är känsliga för signaler från en anpassningsenhet (84) via databearbetningsenheten (8), att databearbetningsenheten (8) med ledning av det i varje ögonblick fastställda, av det optiska avkänningssystemet (3', 3") registrerade mönstret, förser manövreringsorganen med signaler för att säkerställa att lyftkranen förflyttas i enbart enlighet de färgade linjerna enligt ett i förväg i databearbet- ningsenheten (8) lagrat eller med dess styrorgan eller tangent- bord inmatat sätt.

15. Arrangemang enligt krav 13, k ä n n e t e o k n a t av att i närheten av kamerasystemet (35', 35") finns ett lufttrycksal- strande organ för bortblàsande av smärre partiklar i form av sand, grus eller snö på ytbeläggningen inom kamerasystemets av- bildningsområde.