[发明专利]自动地光学确定集装箱吊具的目标位置的方法和系统

说明书

技术领域

本发明设计一种用于自动地光学确定目标位置的方法和系统，集装箱借助装载吊车以该目标位置放置在承载车辆上。

背景技术

装载吊车被安放在货物中转场地上、仓储场地上、装配厂房中和船坞中以及应用在铁轨铺设中。装载吊车的一个实施方案是龙门吊。其如大门一样跨接装载区域和工作区域。通常，其侧壁利用轮子在两个平行的轨道上运行，在轨道之间，机动车或者所谓的AGV(自动导引车)在通常标记的轨迹上装载或者卸载。具有起升机构的猫头吊在吊桥上、龙门吊的水平部分上移动。可替换的是，轨道旋转吊车也可以装配在吊桥上。

集装箱吊具(英文为“Spreader”(吊箱机))是提升装置，利用该提升装置能够抓取ISO标准的集装箱。其不仅作为不变的仅仅确定地用于一个集装箱尺寸的集装箱吊具所公开，也作为伸缩的集装箱吊具所公开，其几顿重的伸缩框架能够灵活地调节用于在长度上不同标准的集装箱(标准尺寸20'至45')。出于另外的考虑，首先2.896m的高货柜集装箱的最大高度是重要的。

龙门吊升降车、龙门吊装载车、叉车装载车或者横向叉车装载车都可以配备有集装箱吊具。集装箱吊具在此也是附加设备，其所谓的扭锁啮入到集装箱的四个上部标准化的边角金属配件中或者啮合到侧面的边角金属配件中。在此，扭锁的部件以90°旋转，由此确保形状配合的连接，以用于锁定。扭锁的尺寸是标准化的并且具有约104mm的长度以及56mm的宽度。

在集装箱物流中的通常的工作流程是将集装箱锚定在集装箱吊具上，接下来利用集装箱吊具移动集装箱，以及将集装箱锚定在火车厢或者载货汽车或者自动引导车辆的装载面上。该目的现今仅仅由吊车司机完成，吊车司机有时候坐在远距离的工作站中并且通过视频图像操纵不同的吊车。

为了将集装箱锚定在载货汽车或者火车厢的装载面上，再一次使用了扭锁。在放置集装箱时，集装箱的标准化的边角金属配件必须精确通过载货汽车或者火车厢的扭锁定位。对于定位来说所必需的精度在此可以估计为25mm，其中高度精度具有较小关键度。

由Krüger和Mike Neuendor在2011年第19届国际吊车专业会议上提出的文献“集装箱吊车的摄像机辅助的自动化-前景、技术、框架条件(Kameragestützte Automatisierung von Containerkranen-Potentiale,Technologien,Rahmenbedingungen)”公开了一种在载重汽车上摄像机辅助的自动化的装载和卸载位置识别。该位置从高分辨率的摄像机的图像中提取，该位置以大的高度装配在集装箱吊车的猫头吊处。在此，在摄像机图像中识别出集装箱的边角金属配件以及载重汽车的装配面的扭锁。

由EP2724972A1公开了一种用于发现潜在的扭锁位置的方法，该方法以此为基础，即从上方利用固定在独立桅杆上的3D激光扫描仪为承载车辆的上侧的至少一部分获得一系列测量点，这些测量点然后与虚拟的测试体进行比较。然后，由潜在的扭锁区域的量，基于已知的和预设的结构细节确定实际的扭锁。

由EP2574587公开了一种方法，该方法使用在吊箱机处的3D摄像机，以确定扭锁位置。只要吊箱机摄像机是2D视频摄像机，就要使用附加的在吊箱机头部固定的线性激光器，其对载货汽车的表面在之前标出的区域中进行扫描并且以这样的方式提供用于扭锁位置的必要的轮廓信息。在此，由2D摄像机评估激光的线性曲率、其例如当在承载车辆的表面上有凸起或者凹进时所产生，从而以这种方式对扭锁进行识别。

所有的方法共同的是，或者使用3D摄像机(优选的是激光扫描仪)，或者通过附加装置，如线性激光器对2D摄像机进行扩展。

使用基于应用3D激光扫描仪的方法的所有系统具有成本方面的劣势。因此购置这样的扫描仪已经带来了巨大的成本。此外，其还需要非常耗时的启动和校准。激光扫描仪的另外的缺陷在于，激光单元通过空气污物、如港口中的柴油废气被污染并因此必须经常维护。反射能够再次提高干扰易发性性。因为在正常运行中仅使用唯一的激光扫描仪，其装配在装载或者卸载站附近的桅杆处，所以激光扫描仪的故障意味着整个系统的停机。

前述的缺点也至少部分地适用于需要附加的激光器的光学系统。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种用于确定集装箱吊具的目标位置的方法以及用于确定集装箱吊具的系统，该系统纯光学地工作并且因此费用是最小的，而不会提高通常的锚定过程的故障易发性。