EP0656868B1

EP0656868B1 - Process and device for controlling a portainer

Info

Publication number: EP0656868B1
Application number: EP93919193A
Authority: EP
Inventors: Johann F. Hipp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2013-08-26
Also published as: DE59305281D1; EP0656868A1; SG52219A1; WO1994005586A1

Abstract

A process and device are disclosed for controlling a portainer. The positions of points at an edge of the cargo handling gear or of a container received therein, as well as the position of a point at an edge located at a destination site, are measured and converted into signals for controlling the portainer drive.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Containerkranes.The invention relates to a device and a method for controlling a container crane.

Es werden eine Reihe unterschiedlicher Krantypen für den Umschlag von Containern eingesetzt. Darunter fallen übliche Schiffsentladekräne, die frei oder auf Schienen verfahrbar sind, sowie Portalkräne oder z.B. Schwenkkräne. Ihnen allen ist gemeinsam, daß sie eine bewegbare Hubvorrichtung aufweisen, an der ein Ladegeschirr hängend aufgenommen ist. Das Ladegeschirr ist so konzipiert, daß es die gängigen Containertypen ergreifen und halten kann.A number of different types of cranes are used to handle containers. This includes common ship unloading cranes that can be moved freely or on rails, as well as gantry cranes or e.g. Jib cranes. They all have in common that they have a movable lifting device, on which a loading gear is suspended. The loading harness is designed so that it can grip and hold the common container types.

Es gibt eine Reihe von unterschiedlichen Umschlagsituationen. Die häufigste Situation ist, daß mit einem leeren Ladegeschirr ein Container aufgenommen und zu einem Zielort transportiert wird. Dieser Zielort kann einerseits eine geeignete Abstellfläche, z.B. die Ladefläche eines LKWs oder eines Güterwaggons, andererseits aber auch ein weiterer Container sein, der als Stapelbasis dient.There are a number of different handling situations. The most common situation is that with an empty loading gear, a container is picked up and transported to a destination. This destination can on the one hand be a suitable storage area, for example the loading area of a truck or a freight wagon, but on the other hand it can also be another container that serves as a stacking base.

Eine korrekte Steuerung des Ladegeschirrs zwischen einem Ausgangs- und einem Zielpunkt wird durch folgende Faktoren erschwert:

1. verhält sich das frei an der Hubvorrichtung hängende Ladegeschirr wie ein Pendel und kann aufgrund der Bewegung der Hubvorrichtung bzw. äußerer Einflüsse, wie Wind, in unerwünschte Schwingungen versetzt werden,
2. ist der Punkt, an dem das Ladegeschirr bzw. der daran hängende Container abgesetzt werden soll, nicht immer optimal einsehbar und
3. sind für den Fall, daß Container von einem Schiff auf Land oder umgekehrt umgeschlagen werden, strömungsbedingte Bewegungen des Schiffes auszugleichen.

Correct control of the loading gear between a starting point and a target point is made difficult by the following factors:

1. the loading gear hanging freely on the lifting device behaves like a pendulum and can be set into undesirable vibrations due to the movement of the lifting device or external influences, such as wind,
2. is the point at which the loading gear or the container attached to it is to be set down, not always clearly visible and
3. In the event that containers are transshipped from a ship to land or vice versa, flow-related movements of the ship are to be compensated.

Hinzu kommt, daß sich beim Be- bzw. Entladen von z.B. Schiffen, die Ladungskonfiguration (d.h. die Höhe der einzelnen, möglicherweise von dem Ladegeschirr zu überquerenden Containerstapel) kontinuierlich ändert, was zur Kollisionsvermeidung ebenfalls zu beachten ist.In addition, when loading or unloading e.g. Ships that continuously change the load configuration (i.e. the height of the individual stack of containers that may need to be crossed by the loading gear), which must also be taken into account to avoid collisions.

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt wird die Bewegung des Ladegeschirrs entlang des Transportweges in der Regel manuell unter Sicht von einem Kranführer gesteuert. Der Kranführer arbeitet in der Regel mit sogenannten Einweisern zusammen, die ihm z.B. über Funk bei dem Absetzen des leeren oder beladenen Ladegeschirrs am Zielort behilflich sind.At the present time, the movement of the loading gear along the transport route is usually controlled manually by a crane operator. The crane operator usually works with so-called instructors, who e.g. help by radio to drop the empty or loaded load at the destination.

Es versteht sich, daß insbesondere der Kranführer eine äußerst verantwortungsvolle Aufgabe ausübt, die nur mit hochqualiiiziertem Personal auszufüllen ist. Aber auch in diesem Fall besteht immer die Gefahr menschlichen Versagens, bei der insbesondere die in der Nähe des Zielortes befindlichen Einweiser gefährdet werden und darüber hinaus auch die Fracht zu Schaden kommen kann. Unab hängig davon ist auch der zur Zeit erforderliche Personalaufwand beim Umschlag von Containern zu hoch.It goes without saying that the crane operator in particular carries out an extremely responsible task which can only be completed by highly qualified personnel. But even in this case there is always the risk of human error, in which the instructors in the vicinity of the destination are particularly endangered and the cargo can also be damaged. Independent depending on this, the personnel expenditure currently required for the handling of containers is too high.

Es gibt allerdings schon eine Reihe von Ansätzen, den Ladevorgang zu automatisieren. In diesem Zusammenhang ist aus der DE 40 05 066 eine Containerbrücke bekannt geworden, an der eine horizontal verfahrbare Hubeinrichtung mit nach unten hängendem Geschirr vorgesehen ist. Über einen an der Laufkatze angeordneten Entfernungsmesser wird die jeweilige Position über Grund ermittelt und daraus die Position des Ladegeschirrs über dem Absetzpunkt errechnet. Eine ähnliche Vorrichtung zeigt die US 4,753,357, bei der die Hubeinrichtung Entfernungsmesser zur Ermittlung der XY-Position trägt. In beiden Fällen handelt es sich allerdings um herkömmliche Entfernungsmesser, die jeweils nur die Distanz zu einem Punkt vermessen. Eine hierauf gestützte Automatisierung erfordert einen hohen Rechenvorgang und ist deswegen nur relativ schwierig zu verwirklichen.However, there are already a number of approaches to automate the loading process. In this connection, a container bridge has become known from DE 40 05 066, on which a horizontally movable lifting device with dishes hanging down is provided. The respective position above the ground is determined using a range finder arranged on the trolley, and the position of the load harness above the drop point is calculated therefrom. A similar device is shown in US Pat. No. 4,753,357, in which the lifting device carries rangefinders for determining the XY position. In both cases, however, they are conventional rangefinders, which only measure the distance to a point. Automation based on this requires a high computing process and is therefore relatively difficult to implement.

In diesem Zusammenhang ist aus der EP 0 342 655 eine weitere Containerkrananlage bekannt geworden, bei der mittels eines an dem Ladegeschirr angeordneten Sensors Steuerbefehle für den Kranantrieb erzeugt werden. Der Sensor ist in der Lage, Oberflächenprofile aufzunehmen und Kanten, die einen Mindesthöhensprung aufweisen, zu erkennen. Vom Ladegeschirr aus können damit Kanten eines zu ergreifenden Containers bzw. Kanten eines Zellprofils erkannt werden, in dem ein Container abgesetzt werden soll. Nachteilig ist hieran jedoch, daß der Sensor außerhalb des Containerumrisses auf dem Ladegeschirr angeordnet sein muß. Ein derartig abstehender Sensor kann jedoch beim Absenken des Ladegeschirrs in einen Schacht stören und muß in diesem Fall relativ aufwendig in eine zurückgezogene Stellung verfahren werden.In this context, another container crane system has become known from EP 0 342 655, in which control commands for the crane drive are generated by means of a sensor arranged on the loading gear. The sensor is able to record surface profiles and to detect edges that have a minimum jump in height. Edges of a container to be gripped or edges of a cell profile in which a container is to be placed can thus be recognized from the loading tackle. The disadvantage of this, however, is that the sensor must be arranged outside the container outline on the loading gear. However, such a protruding sensor can interfere with the lowering of the loading gear into a shaft and in this case has to be moved into a retracted position in a relatively complex manner.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit denen sich die beim Umschlag von Containern erforderliche Bewegung des Ladegeschirrs in besonders einfacher Weise kontrolliert steuern Läßt und die darüber hinaus auch in besonders einfacher Weise eine Kontrolle und Beherrschung von eventuell auftretenden Pendelschwingungen des Ladegeschirrs erlauben.Based on this prior art, it is therefore the object of the invention to provide a device and a method with which the movement of the loading gear required when handling containers can be controlled in a particularly simple manner and, moreover, in a particularly simple manner Allow control and control of any pendulum vibrations of the loading gear that may occur.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich die beim Umschlag von Containern erforderliche Bewegung des Ladegeschirrs zumindest partiell automatisch steuern läßt.The object of the invention is therefore to provide a device and a method with which the movement of the loading gear required when handling containers can be at least partially automatically controlled.

Die Aufgabe wird gelöst mittels einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren gemäß Anspruch 9.The object is achieved by means of a device according to claim 1 and a method according to claim 9.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet mit mindestens einem an der Hubeinrichtung befestigten Sensor, der in der Lage ist, innerhalb des Hubbereiches des Ladegeschirrs befindliche Oberflächen abzutasten und an darin befindlichen Kanten, die einen Mindesthöhensprung aufweisen, mindestens einen Punkt zu vermessen. Der Mindesthöhensprung wird im Hinblick auf die ausgewählte, abzutastende Kante so vorgegeben, daß der Sensor speziell diese Kante erkennt und auf weitere z. B. danebenliegende Kanten mit geringerem Höhensprung nicht reagiert.The device according to the invention works with at least one sensor attached to the lifting device, which is able to scan surfaces located within the lifting range of the loading gear and to measure at least one point on edges located therein that have a minimum jump in height. The minimum jump in height is specified with respect to the selected edge to be scanned so that the sensor specifically recognizes this edge and for further z. B. adjacent edges with a smaller jump in height do not respond.

Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausbildung des Sensors ist, daß der Sensor an der Hubvorrichtung ohne weiteres so angeordnet werden kann, daß er alle für die Kransteuerung interessanten Bereiche überblickt, ohne dabei im Stapelvorgang zu stören. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß von der Hubeinrichtung aus eventuelle Pendelschwingungen des Ladegeschirrs direkt erkannt und durch einfache entsprechende Fahrmanöver gedämpft bzw. ausgeglichen werden können.The main advantage of the arrangement and design of the sensor according to the invention is that the sensor can easily be arranged on the lifting device in such a way that it overlooks all areas of interest for the crane control system without interfering with the stacking process. Another advantage is that any pendulum vibrations of the loading gear can be recognized directly by the lifting device and damped or compensated for by simple appropriate driving maneuvers.

Bei dem Sensor kann es sich um z.B. einen weiter unten beschriebenen Entfernungssensor handeln, der mit über die Entfernung abnehmender Auflösung in einem vorgegebenen Winkelbereich eine Linie oder eine Fläche abtastet. Der Sensor ist so ausgerichtet, daß er auf jeden Fall einen Punkt einer ausgewählten Kante, insbesondere einer Horizontalkante, des Ladegeschirrs oder einen Punkt einer ausgewählten Kante des in dem Ladegeschirr aufgenommenen Containers vermißt. Bei Annäherung an einen Container, der von dem Ladegeschirr ergriffen werden soll oder als Stapelbasis für einen abzuladenden Container dient, wird von dem Sensor weiterhin auch ein Punkt einer ausgewählten Kante dieses Zielcontainers vermessen. Die Vorrichtung ist so ausgelegt, daß sie aus den von dem Sensor ermittelten Meßdaten unter Zugrundelegung der bekannten Abmessungen des Ladegeschirrs oder darin aufgenommenen Containers Steuersignale für den Kranantrieb zur Lenkung des Ladegeschirrs in eine Eingriffsposition mit dem Zielcontainer erzeugt.The sensor can be, for example, a distance sensor described below, which scans a line or a surface in a predetermined angular range with decreasing resolution over the distance. The sensor is oriented in such a way that it definitely has a point on a selected edge, in particular a horizontal edge, of the load harness or a point on a selected edge of the load held in the load harness Missing containers. When approaching a container that is to be gripped by the loading gear or serves as a stacking base for a container to be unloaded, the sensor also measures a point on a selected edge of this target container. The device is designed in such a way that it generates control signals for the crane drive for steering the loading gear into an engagement position with the target container from the measurement data determined by the sensor on the basis of the known dimensions of the loading gear or the container accommodated therein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht insbesondere eine automatische Höhensteuerung des leeren oder beladenen Ladegeschirrs in bezug auf einen Zielcontainer. Es kann davon ausgegangen werden, daß der Zielort für das Ladegeschirr häufig ein Zielcontainer ist. Genauso gut ist es aber auch möglich, daß ein beladenes Ladegeschirr an eine leere Abstellfläche, z.B. auf einem LKW oder Güterwaggon herangeführt wird. Auch derartige Abstellflächen besitzen in der Regel charakteristische Kanten, die mittels des Sensors in mindestens einem Punkt vermessen werden können. Wenn im Rahmen dieser Anmeldung der Begriff Zielcontainer verwendet wird, dann umschließt er stets auch solche (containerfreien) Zielorte, die mindestens eine mit dem Sensor detektierbare und die Position der Abstellfläche eindeutig festlegbare Kante aufweisen.The device according to the invention in particular enables automatic height control of the empty or loaded loading gear with respect to a target container. It can be assumed that the destination for the loading equipment is often a destination container. However, it is just as well possible that a loaded load is placed on an empty storage area, e.g. is brought up on a truck or freight wagon. Such shelves generally also have characteristic edges that can be measured in at least one point using the sensor. If the term target container is used in the context of this application, then it always also encompasses those (container-free) target locations which have at least one edge which can be detected by the sensor and which clearly defines the position of the storage area.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, beliebig ausgerichtete Kanten mittels des Sensors zu vermessen. Sinnvollerweise wird man zur Vermessung jedoch horizontal bzw. im wesentlichen horizontal ausgerichtete Kanten auswählen. Mit erhöhtem Rechenaufwand bzw. dem Einsatz mehrerer Sensoren lassen sich aber selbstverständlich auch Punkte auf geneigten, nicht horizontalen Kanten vermessen und zueinander in bezug setzen. So ist z.B. davon auszugehen, daß ein LKW in der Regel eine leicht abgeschrägte Abstellfläche mit entsprechend verlaufenden zu vermessenden Kanten aufweist. Auch derartige Zielortkonfigurationen lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfassen und berechnen.Within the scope of the invention it is possible to measure edges with any orientation by means of the sensor. However, it is sensible to select horizontally or essentially horizontally aligned edges for the measurement. With increased computing effort or the use of several sensors, of course, points on inclined, non-horizontal edges can also be measured and related to each other. For example, it can be assumed that a truck generally has a slightly beveled storage area with corresponding edges to be measured. Destination configurations of this type can also be detected and calculated with the device according to the invention.

In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen der Erfindung geschützt, mit denen sich eine weitergehende Automatisierung der Ladegeschirrsteuerung erreichen läßt.Embodiments of the invention are protected in the subclaims, with which further automation of the loading device control can be achieved.

Diese Ausgestaltungen können insbesondere in Kranen verwirklicht werden, die insgesamt parallel zu einer der Horizontalkanten des Zielcontainers verfahrbar sind und deren Hubvorrichtung (Laufkatze) quer dazu parallel zu einer weiteren oberen Horizontalkante des Zielcontainers bewegbar ist. Im Fall eines Schiffkrans kann der Kran auf z.B. Rädern oder Schienen parallel zu den Längskanten von in Querreihen auf einem Schiff gestapelten Zielcontainern verfahren werden. Die Hubvorrichtung ist in Richtung der Querreihen mit parallel zu den Zielcontainern ausgerichtetem Ladegeschirr bewegbar. Dieser Krantypus wird nur deswegen so ausführlich beschrieben, weil er gängigerweise für den Umschlag größerer Containermengen eingesetzt wird und aufgrund der vorgegebenen Raummachsen, in denen sich Kran und Hubvorrichtung bewegen, eine sensorgesteuerte Automatisierung besonders einfach macht. Unabhängig davon kann selbstverständlich aber auch jeder andere Kran, z.B. Portal- oder Schwenkkran, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet werden. Bei derartigen Kranen muß lediglich ein größerer Verarbeitungsaufwand bei der Umsetzung der ermittelten Meßdaten in Steuersignale betrieben werden. Prinzipiell ist hier aber auch ohne weiteres eine sensorgesteuerte Automatisierung der Ladegeschirrbewegung möglich.These configurations can be implemented in particular in cranes which can be moved overall parallel to one of the horizontal edges of the target container and whose lifting device (trolley) can be moved transversely thereto parallel to a further upper horizontal edge of the target container. In the case of a ship crane, the crane can e.g. Wheels or rails are moved parallel to the longitudinal edges of target containers stacked in transverse rows on a ship. The lifting device can be moved in the direction of the transverse rows with loading gear aligned parallel to the target containers. This type of crane is only described in detail because it is commonly used for handling larger quantities of containers and because of the given spatial axes in which the crane and lifting device move, sensor-controlled automation makes it particularly easy. Regardless of this, of course, any other crane, e.g. Portal or slewing crane, can be equipped with the device according to the invention. With cranes of this type, only a greater amount of processing work has to be carried out when converting the determined measurement data into control signals. In principle, however, sensor-controlled automation of the loading harness movement is also easily possible here.

Bereits oben wurde das Problem angesprochen, daß sich das an der Hubvorrichtung hängende leere oder beladene Ladegeschirr wie ein dynamisches System verhält. Bereits aufgrund der Bewegung der Hubvorrichtung, aber auch infolge von z.B. Wind kann es zu ungewünschten Schwingungen veranlaßt werden. Theoretisch läßt sich das Ausmaß dieser Pendelschwingung bereits durch Vermessung eines Punktes z.B. einer ausgewählten Kante des Ladegeschirrs oder des darin aufgenommenen Containers ermitteln, vorausgesetzt, daß die ausgewählte abzutastende Kante quer zur Schwingungsebene ausgerichtet ist und bleibt. Die zu erwartende Pendelbewegung läßt sich allerdings naturgemäß nicht immer voraussagen. Insbesondere bei Pendelbewegungen, die durch eine Drehung des hängenden Ladegeschirrs überlagert werden, z.B. bei Bewegung eines Containers mit Masseverteilung, kann die Messung eines einzelnen Kantenpunktes nicht mehr ausreichen, um den Grad einer möglichen Auslenkung zu ermitteln.The problem has already been mentioned above that the empty or loaded loading gear hanging on the lifting device behaves like a dynamic system. Already due to the movement of the lifting device, but also as a result of, for example, wind, undesired vibrations can be caused. Theoretically, the extent of this pendulum vibration can already be determined by measuring a point, for example a selected edge of the loading gear or the container accommodated therein, provided that the selected edge to be scanned is and remains oriented transversely to the vibration plane. The expected pendulum movement cannot, of course, always be predicted. In particular with pendulum movements that are superimposed by a rotation of the hanging load harness, for example when moving a container with mass distribution, the measurement of a single edge point can no longer be sufficient to determine the degree of possible deflection.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 sieht daher vor, daß mittels des Sensors zwei auf parallelen Kanten des Ladegeschirrs oder eines darin aufgenommenen Containers befindliche Punkte vermessen werden. Bei kontinuierlicher Messung kann aus den jeweils erhaltenen Meßwerten (die eine punktuelle Aussage über Auslenkung und Winkelposition des Ladegeschirrs erlauben) die Schwingungsbewegung ermittelt werden. In der Vorrichtung werden dann automatisch Signale erzeugt, die den Kranantrieb zur Dämpfung der Schwingung ansteuern.An advantageous embodiment according to claim 2 therefore provides that two points located on parallel edges of the loading harness or a container accommodated therein are measured by means of the sensor. In the case of continuous measurement, the oscillation movement can be determined from the measurement values obtained in each case (which allow a specific statement about the deflection and angular position of the loading gear). The device then automatically generates signals that control the crane drive to dampen the vibration.

Denkbar ist, daß die beiden parallelen Kanten mit einem Sensor abgetastet werden. Entsprechende Sensoren mit geeigneten Blickwinkeln stehen zur Verfügung. Allerdings läßt bei zunehmendem Blickwinkel die Auflösung derartiger Sensoren nach, weswegen eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 bevorzugt wird, die jeder abzutastenden Kante einen eigenen Sensor höherer Auflösung zuordnet. Werden diese Sensoren, wie in Anspruch 4 vorgeschlagen, in unterschiedlichen Axialpositionen, bezogen auf die abzutastenden Kanten, angeordnet, so werden Meßwerte erhalten, aus denen sich mit relativ geringem Rechnungsaufwand die Winkelposition und Auslenkung des Ladegeschirrs ermitteln lassen.It is conceivable that the two parallel edges are scanned with a sensor. Appropriate sensors with suitable viewing angles are available. However, the resolution of such sensors decreases as the viewing angle increases, which is why an embodiment according to claim 3 is preferred which assigns each edge to be scanned a separate sensor of higher resolution. If these sensors, as proposed in claim 4, are arranged in different axial positions with respect to the edges to be scanned, then measured values are obtained from which the angular position and deflection of the loading gear can be determined with relatively little computation effort.

Insbesondere die letztgenannte Vorrichtung erlaubt auch eine besonders einfache parallele Ausrichtung des leeren oder beladenen Ladegeschirrs zu einem Zielcontainer. Werden weiterhin die Sensoren, wie in Anspruch 5 vorgeschlagen, etwas seitlich ausgestellt angeordnet (so daß sie unter das Ladegeschirr bzw. einen darin aufgenommenen Container schauen können), dann kann das leere oder beladene Ladegeschirr automatisch bis in eine Position verfahren werden, in der es sich über dem Zielcontainer und parallel dazu ausgerichtet befindet. Das leere bzw. beladene Ladegeschirr muß für eine "bündige" Eingriffsposition nur noch in Richtung der Containerlängsachse justiert werden.In particular, the last-mentioned device also allows a particularly simple parallel alignment of the empty or loaded loading gear to a target container. If, furthermore, the sensors, as proposed in claim 5, are arranged somewhat laterally (so that they can look under the loading gear or a container accommodated therein), then the empty or loaded loading gear can be automatically moved to a position in which it is itself over the target container and in parallel aligned. The empty or loaded loading gear only has to be adjusted in the direction of the container longitudinal axis for a "flush" engagement position.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in den bislang geschilderten Ausgestaltungen lassen sich z.B. die Längskanten eines Ladegeschirrs zu den Längskanten eines Zielcontainers automatisch ausrichten. Damit werden dem Kranführer bereits mehrere schwierige Steuervorgänge abgenommen. Für eine bündige Absenkung z.B. des Ladegeschirrs auf einem Zielcontainer ist es aber zusätzlich erforderlich, daß auch noch eine Ausrichtung bezüglich der Querkanten vorgenommen wird. Diese Ausrichtung kann z.B. von Hand durch den Kranführer erfolgen. Weiterhin können neben den z.B. die Längskanten abtastenden Sensoren weitere Sensoren vorgesehen sein, die Punkte auf den Querkanten vermessen.With the device according to the invention in the configurations described so far, e.g. Automatically align the long edges of a load with the long edges of a target container. This means that the crane operator is relieved of several difficult control processes. For a flush lowering e.g. of the loading gear on a target container, however, it is additionally necessary that alignment with respect to the transverse edges is also carried out. This alignment can e.g. done by hand by the crane operator. In addition to e.g. the sensors scanning the longitudinal edges may be provided with further sensors which measure points on the transverse edges.

Vorteilhafterweise wird jedoch in einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 ein Sensor vorgesehen, der in Richtung der abzutastenden Kante bewegbar an der Hubeinrichtung aufgenommen ist. Ein derartiger Sensor kann entlang der abzutastenden Kante verfahren werden und ihren (bzw. ihre) Endpunkte vermessen. In Kenntnis mindestens eines Endpunktes einer abzutastenden Kante des Zielcontainers läßt sich dessen genaue Position festlegen und der Kran entsprechend verfahren. In dieser Ausgestaltung läßt sich also im einfachsten Fall mit einem einzigen Sensor die Ausrichtung des leeren oder beladenen Ladegeschirrs zu den Längs- und Querkanten des Zielcontainers steuern. In der Regel reicht es aus, diesen Meßvorgang einmal pro umzuschlagende Containerquerreihe durchzuführen. Sollen die Container allerdings z.B. auf ein Schiff geladen oder von diesem abgehoben werden, dann bietet es sich an, in regelmäßigen Abständen die Endpunkte der abzutastenden Kanten des Zielcontainers (bzw. in derselben Querreihe befindlicher Container) zu ermitteln und gegebenenfalls durch Strömung etc. bedingte Verschiebungen des Schiffes durch entsprechendes Verfahren des Kranes auszugleichen. Selbstverständlich ist es weiterhin auch möglich, gleichzeitig die Endpunkte der abzutastenden Kanten des Ladegeschirrs und eines gegebenenfalls darin aufgenommenen Containers sowie der abzutastenden Kante des Zielcontainers zu ermitteln.Advantageously, however, in a configuration according to claim 6, a sensor is provided which is movably received on the lifting device in the direction of the edge to be scanned. Such a sensor can be moved along the edge to be scanned and its (or its) end points measured. Knowing at least one end point of an edge of the target container to be scanned, its exact position can be determined and the crane can be moved accordingly. In this embodiment, in the simplest case, the alignment of the empty or loaded loading gear to the longitudinal and transverse edges of the target container can be controlled in the simplest case. As a rule, it is sufficient to carry out this measurement process once per row of container transshipment. However, if the containers are to be loaded onto or lifted from a ship, for example, it is advisable to determine the end points of the edges of the target container to be scanned (or containers located in the same transverse row) at regular intervals and, if necessary, shifts caused by current, etc. to compensate for the ship by moving the crane accordingly. Of course, it is also also possible to simultaneously define the end points of the edges of the load harness to be scanned and one possibly included therein Container and the edge of the target container to be scanned.

Der Sensor kann gemäß Anspruch 7 als 2 D-Entfernungsbildsensor ausgebildet sein. Ein derartiger Sensor erzeugt einen in einer Ebene schwenkenden Meßstrahl unter ständiger Bestimmung des Aussendewinkels und der Strahllaufzeit. Unter Strahllaufzeit versteht man die Zeit, die z.B. ein Lichtimpuls nach Aussendung benötigt, um nach Reflexion an einem zu vermessenden Objekt zu einem Empfänger zurückzukehren. Über die Strahllaufzeit läßt sich die Entfernung eines Objektes zu dem Sensor berechnen. Ein übliches Beispiel für eine derartige Entfernungsmessung ist z.B. die Radarmessung. Mittels der von dem 2 D-Entfernungsbildsensor ermittelten Daten (Winkel, Strahllaufzeit) lassen sich die Raumkoordinaten eines vermessenen Punktes in Bezug auf den Sensor festlegen. Als Meßstrahl kann z.B. ein Laserstrahl oder ein Mikrowellenstrahl dienen.The sensor can be designed as a 2D distance image sensor. Such a sensor generates a measuring beam swiveling in one plane with constant determination of the outside angle and the beam travel time. Beam travel time is the time that e.g. a light pulse after emission is required to return to a receiver after reflection on an object to be measured. The distance of an object to the sensor can be calculated via the beam travel time. A common example of such a distance measurement is e.g. the radar measurement. Using the data determined by the 2D distance image sensor (angle, beam travel time), the spatial coordinates of a measured point can be defined in relation to the sensor. As a measuring beam e.g. a laser beam or a microwave beam.

Verschwenkt man zusätzlich die Abtastebene der oben beschriebenen 2 D-Entfernungsbildsensoren so erhält man einen Flächenscan, der einen z.B. Aufschluß über die Positionen von Punkten auf einer Längs- und einer Querkante des Zielcontainers geben kann. Ein derartiger Sensor (3 D-Entfernungsbildsensor) liefert zu den vermessenen Punkten alle drei Koordinaten.If you also swivel the scanning plane of the 2 D distance image sensors described above, you get a surface scan that e.g. Can provide information about the positions of points on a longitudinal and a transverse edge of the target container. Such a sensor (3D distance image sensor) provides all three coordinates for the measured points.

Wie oben bereits erwähnt, werden die von den Sensoren ermittelten Meßdaten in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu Steuersignalen umgesetzt. Die hierfür erforderlichen Rechenvorgänge gehören zum fachmännischen Grundwissen genauso wie ihre rechnergesteuerte Umsetzung in Steuersignale für einen Kranantrieb. Es soll jedoch noch darauf hingewiesen werden, daß insbesondere bei der Ausgestaltung, bei der der Sensor bewegbar an dem Kran angeordnet ist, auch dessen jeweilige Position in bezug auf den Kran festgehalten und in die Ortsberechnungen einbezogen wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß unabhängig von der Position des Sensors an dem Kran die erforderlichen Steuersignale erzeugt werden können.As already mentioned above, the measurement data determined by the sensors are converted into control signals in the device according to the invention. The computing processes required for this are part of the basic technical knowledge, as is their computer-controlled implementation in control signals for a crane drive. However, it should also be pointed out that, in particular in the embodiment in which the sensor is movably arranged on the crane, its respective position with respect to the crane is also recorded and included in the location calculations. This ensures that the necessary control signals can be generated regardless of the position of the sensor on the crane.

Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf eine Vorrichtung zur Steuerung von Containerkränen. Es soll vielmehr auch ein entsprechendes Verfahren geschützt werden.The invention is not limited to a device for controlling container cranes. Rather, a corresponding procedure should also be protected.

Diesbezüglich wird auf den unabhängigen Anspruch 8 verwiesen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 9 und 10 geschützt.In this regard, reference is made to independent claim 8. Advantageous refinements of the method are protected in subclaims 9 and 10.

Das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, von der Hubeinrichtung aus mindestens einen Punkt jeweils einer ausgewählten oberen insbesondere Horizontalkante des Ladegeschirrs, eines eventuell darin aufgenommenen Containers sowie bei Annäherung an einen Zielort mindestens einen Punkt einer ausgewählten Kante dieses Zielortes zu vermessen. In Kenntnis der Meßwerte kann die Höhenposition und auch die Seitenposition der Kanten zueinander bestimmt werden und aus den bekannten Abmessungen des Ladegeschirrs und eines gegebenenfalls darin aufgenommenen Containers die noch zu überbrückende Höhen- und Seitendifferenz zu dem Zielort (dessen Konfiguration ebenfalls bekannt ist) in den Kranrechner oder eine sonstige Recheneinheit, die den Kranantrieb steuert, eingegeben werden. Auch an dieser Stelle sei noch einmal darauf hingewiesen, daß ein Zielort sowohl z.B. durch einen zu ergreifenden oder als Stapelbasis dienenden Zielcontainer aber auch durch eine Abstellfläche für Container z.B. auf einem Schiff, Güterwaggon oder LKW repräsentiert werden kann. Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist lediglich, daß sich in dem Zielortbereich eine vermeßbare Kante befindet, die in eindeutigem geometrischen Bezug zu der Zielortkonfiguration steht. Für den Fall, daß der Zielort ein Container ist, kann dies z.B. eine der oberen Horizontalkanten des Containers sein.The principle of the method according to the invention is to measure from the lifting device at least one point in each case of a selected upper, in particular horizontal, edge of the loading gear, a container possibly accommodated therein and, when approaching a destination, at least one point of a selected edge of this destination. Knowing the measured values, the height position and also the side position of the edges relative to one another can be determined and the height and side difference to the destination (whose configuration is also known) to be bridged can be bridged from the known dimensions of the loading gear and any container contained therein to the crane computer or another computing unit that controls the crane drive can be entered. At this point it should be pointed out again that a destination both e.g. by a target container to be gripped or used as a stack base, but also by a storage space for containers e.g. can be represented on a ship, freight wagon or truck. It is only essential for the method according to the invention that there is a avoidable edge in the destination area which is clearly geometrically related to the destination configuration. In the event that the destination is a container, this can e.g. be one of the top horizontal edges of the container.

In Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß weitere Punkte weiterer Kanten des Ladegeschirrs, eines darin aufgenommenen Containers sowie gegebenenfalls des Zielortes vermessen werden. Auf diese Weise kann das Ladegeschirr nicht nur bezüglich seiner Hubhöhe, sondern auch bezüglich weiterer geometrischer Achsen zu dem Zielort ausgerichtet werden.In embodiments of the method according to the invention, it is provided that further points of further edges of the loading gear, a container accommodated therein and, if appropriate, the destination are measured. In this way, the loading gear can be aligned with the destination not only with regard to its lifting height, but also with respect to further geometric axes.

Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zu den Vorrichtungsansprüchen verwiesen.In order to avoid repetitions, reference is made to the relevant explanations regarding the device claims.

Die bislang besprochenen Hauptanwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Verfahrens (und auch der Vorrichtung) betreffen die Annäherung und Ausrichtung des Ladegeschirrs und eines eventuell darin aufgenommenen Containers zu einem Zielort sowie die automatische Dämpfung eventueller Schwingungen des Ladegeschirrs. Im folgenden soll auf eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingegangen werden, die insbesondere den Transportweg des Ladegeschirrs zwischen den Zielorten betrifft. Wie oben bereits ausgeführt, werden Container insbesondere z.B. auf Schiffen in Querreihen nebeneinander placiert und auf diese Container weitere Container aufgestapelt. Die Hubvorrichtung wird dabei über die auf- bzw (abzubauende) Containerreihe bewegt. Im Verlaufe des Umschlages ändert sich die Höhe der einzelnen in der Reihe befindlichen Containerstapel (in Abhängigkeit von dem Ladeplan) kontinuierlich. Es ist darauf zu achten, daß das Ladegeschirr jeweils in gebührendem Sicherheitsabstand auf seinem Transportweg über die oberen in der Reihe befindlichen Container geführt wird. Aufgrund der sich dauernd ändernden Konfiguration der auf- bzw. abzubauenden Containerstapelreihe erfordert eine manuelle Kontrolle des Transportweges ein hohes Maß an Konzentration. Gemäß Anspruch 10 wird daher vorgesehen, daß mindestens eine obere Horizontalkante eines jeden von dem Ladegeschirr überquerten Containers in mindestens einem Punkt vermessen wird. Hierzu kann der gleiche Sensor verwendet werden, der auch zur Vermessung von Punkten auf dem Ladegeschirr, eines eventuell darin aufgenommenen Containers und des Zielcontainers eingesetzt wird. Sinnvollerweise ist der Sensor dabei an der Hubvorrichtung befestigt und im wesentlichen senkrecht nach unten schauend ausgerichtet.The main areas of application of the method according to the invention (and also of the device) discussed so far relate to the approach and orientation of the loading gear and any container possibly contained therein to a destination and the automatic one Dampening of possible vibrations of the loading gear. In the following, a further embodiment of the method according to the invention is to be dealt with, which relates in particular to the transport route of the load harness between the destinations. As already explained above, containers are placed next to one another, in particular on ships in transverse rows, and further containers are stacked on top of these containers. The lifting device is moved over the row of (to be dismantled) containers. The height of the individual stack of containers in the row (depending on the loading plan) changes continuously during the handling. It is important to ensure that the loading equipment is routed at a safe distance on its transport route over the upper containers in the row. Due to the constantly changing configuration of the row of container stacks to be assembled and dismantled, manual control of the transport route requires a high degree of concentration. According to claim 10 it is therefore provided that at least one upper horizontal edge of each container crossed by the loading gear is measured in at least one point. For this purpose, the same sensor can be used, which is also used to measure points on the load harness, a container possibly contained therein and the target container. The sensor is expediently fastened to the lifting device and oriented essentially vertically looking downwards.

Anhand der Meßwerte kann mit einer Recheneinheit, z.B. im Kranrechner, ein Oberflächenprofil der Ladungskonfiguration ermittelt werden, das bei der Steuerung des Ladegeschirrs über die auf- bzw. abzubauenden Containerstapel berücksichtigt werden kann. Die in den Rechner eingegebenen Daten werden bei jeder Bewegung des Ladegeschirrs aktualisiert, wodurch Änderungen der Ladungskonfiguration während des Umschlages, aber auch bei z.B. dem Entoder Beladen des Schiffes eines durch Tidenhub hervorgerufene Veränderung der Schiffsposition berücksichtigt werden.On the basis of the measured values, a surface profile of the load configuration can be determined with a computing unit, for example in the crane computer, which can be taken into account when controlling the loading equipment via the stack of containers to be set up or dismantled. The data entered into the computer is updated with every movement of the loading tackle, whereby changes in the loading configuration during handling, but also in the unloading or loading of the ship, for example, a change in the ship position caused by tidal range are taken into account.

lm folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Darstellungen, die Ausführungsbeispiele betreffen, näher erläutert werden.

Fig. 1: zeigt schematisch einen Containerkran, der mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet ist.
Fig. 2: zeigt einen weiteren Kran,
Fig. 3: zeigt anhand einer Schemazeichnung die Annäherung eines transportierten Containers an einen Zielcontainer.

The invention is to be explained in more detail below with the aid of several representations which relate to exemplary embodiments.

Fig. 1: schematically shows a container crane which is equipped with an embodiment of the device according to the invention.
Fig. 2: shows another crane,
Fig. 3: shows a schematic drawing of the approach of a transported container to a target container.

In Fig. 1 ist ein Containerkran 10 beim Umschlag von in einer Querreihe 11 gestapelten Containern 12 dargestellt. Der Containerkran 10 weist eine auf Rädern 13 verfahrbare Brücke 14 auf, an der eine in Längsrichtung der Brücke bewegbare Hubvorrichtung 15 aufgenommen ist. An der Hubvorrichtung 15 ist hängend ein Ladegeschirr 16 angeordnet, mit dem sich die Container 12 ergreifen und halten lassen. Das Ladegeschirr 16 kann von der Hubvorrichtung 15 in eine beliebige Vertikalposition unterhalb der Brücke 14 bewegt werden.In Fig. 1, a container crane 10 is shown when handling containers 12 stacked in a transverse row 11. The container crane 10 has a bridge 14 which can be moved on wheels 13 and on which a lifting device 15 which can be moved in the longitudinal direction of the bridge is accommodated. On the lifting device 15, a load harness 16 is arranged with which the containers 12 can be gripped and held. The lifting gear 16 can be moved by the lifting device 15 into any vertical position below the bridge 14.

Soweit entspricht der in Fig. 1 dargestellte Containerkran 10 dem Stand der Technik. Erfindungsgemäß sind nun jedoch an der Hubvorrichtung 15 eine Reihe von Sensoren 17a, b, 18a, b angeordnet. Die Sensoren 17a, b sind so angeordnet, daß sie, wie gezeigt, jeweils in Längsrichtung versetzte Punkte 170a, b von Längskanten 160a, b des Ladegeschirrs 16 sowie ebenfalls zueinander versetzte Punkte 170a', b' von horizontalen Längskanten 120a, b eines Containers 120 vermessen. Wie später unter Fig. 3 erläutert, kann aus den jeweiligen ermittelten Punktemeßwerten insbesondere die Höhendifferenz zwischen Ladegeschirr 16 und der Oberfläche des Containers 120 ohne weiteres errechnet werden und weiterhin eine parallele Ausrichtung der Längsachsen des Ladegeschirrs 16 zu der Längsachse des Containers 120 überprüft werden. Wenn, wie im vorgegebenen Fall die Brücke 14 bereits zu der Containerreihe 11 ausgerichtet ist. kann mittels der von den Sensoren 17a, b ermittelten Meßdaten das Ladegeschirr 16 problemlos automatisch in einen Ladeeingriff mit einem der Container 12, z.B. den Container 120 gesteuert werden.So far, the container crane 10 shown in FIG. 1 corresponds to the prior art. According to the invention, however, a number of sensors 17a, b, 18a, b are now arranged on the lifting device 15. The sensors 17a, b are arranged such that, as shown, they each have points 170a, b of longitudinal edges 160a, b of the loading harness 16 which are offset in the longitudinal direction and points 170a ', b' of horizontal longitudinal edges 120a, b of a container 120 which are also offset from one another measured. As explained later in FIG. 3, the height difference between the loading gear 16 and the surface of the container 120 can in particular be easily calculated from the respectively determined point measurement values, and a parallel alignment of the longitudinal axes of the loading gear 16 to the longitudinal axis of the container 120 can also be checked. If, as in the given case, the bridge 14 already leads to the container row 11 is aligned. By means of the measurement data determined by the sensors 17a, b, the loading harness 16 can be automatically and easily controlled in a loading operation with one of the containers 12, for example the container 120.

Weiterhin kann jedoch auch die Ausrichtung der Brücke 14 zu der Containerreihe 11 automatisiert werden. Hierzu dienen in der Abbildung die Sensoren 18a, b, von denen der Sensor 18a mit seinem Blickbereich 180a (aus Übersichtlichkeitsgründen wurde der Blickbereich des Sensors 18b nicht eingezeichnet) eine Linie parallel zu der Containerreihe 11 überstreicht. Zur Ausrichtung des Kranes 10 kann dieser z.B. so weit in Längsrichtung der Container 12 verfahren werden, bis der Blickbereich 180a des Sensors 18a die Stirnkanteneckpunkte der Container 12 erfaßt. Anhand dieser Meßwerte kann die Position der Containerreihe 11 zu dem Kran 10 eindeutig festgelegt werden. Es reicht dann, den Kran 10 so weit zu verfahren, bis das Ladegeschirr 16 mittig über der Reihe 11 angeordnet ist.However, the alignment of the bridge 14 to the row of containers 11 can also be automated. The sensors 18a, b serve for this purpose, of which the sensor 18a sweeps a line parallel to the container row 11 with its viewing area 180a (the viewing area of the sensor 18b was not shown for reasons of clarity). To align the crane 10, it can e.g. are moved so far in the longitudinal direction of the container 12 until the viewing area 180a of the sensor 18a detects the end edge corner points of the container 12. The position of the row of containers 11 relative to the crane 10 can be clearly established on the basis of these measured values. It is then sufficient to move the crane 10 until the load harness 16 is arranged centrally above the row 11.

Diese Ausrichtung des Kranes kann allerdings auch mittels der Sensoren 17a, b erfolgen. Hierzu muß der Kran 10 in eine Richtung so weit verfahren werden, bis z.B. der Sensor 17a das näher gelegene Ende der von ihm abgetasteten oberen Horizontalkante 120a des Containers 120 erreicht. Aus der bekannten Beziehung des Ladegeschirrs 16 zu dem Kran 10 und dem Meßwert läßt sich dann eindeutig die Position der Reihe 11 zu dem Kran 10 ermitteln und entsprechend ausrichten. Eine weitere, oben beschriebene Möglichkeit bestünde darin, den oder die Sensoren 17a, b in Richtung der abgetasteten Kante 120a, b verfahrbar in der Hubvorrichtung 15 anzuordnen. In diesem Fall würde es ausreichen, den Sensor 17a (und nicht den gesamten Kran 10) entsprechend zu verfahren, um den Eckpunkt der abgetasteten Kante des Containers 120 zu ermitteln.This alignment of the crane can, however, also take place by means of the sensors 17a, b. For this purpose, the crane 10 must be moved in one direction until e.g. the sensor 17a reaches the closer end of the upper horizontal edge 120a of the container 120 which it scans. From the known relationship of the loading gear 16 to the crane 10 and the measured value, the position of the row 11 to the crane 10 can then be clearly determined and aligned accordingly. Another possibility described above would be to arrange the sensor or sensors 17a, b in the lifting device 15 so as to be movable in the direction of the scanned edge 120a, b. In this case, it would be sufficient to move the sensor 17a (and not the entire crane 10) accordingly in order to determine the corner point of the scanned edge of the container 120.

Fig. 2 zeigt einen Containerkran 20, der im Prinzip mit dem in Fig. 1 gezeigten Kran 10 übereinstimmt. Auch hier ist eine auf Rädern 21 verfahrbare Brücke 22 vorgesehen, an der in Längsrichtung der Brücke 22 bewegbar eine Hubvorrichtung 23 aufgenommen ist. Der Hubvorrichtung 23 zugeordnet und mit dieser bewegbar ist ein Führerhaus 50 an der Brücke 22 vorgesehen. Von dem Führerhaus 50 aus kann ein Kranführer die Ladetätigkeiten kontrollieren. An der Hubvorrichtung 23 ist hängend ein vertikal bewegbares Ladegeschirr 24 aufgenommen, das sich gerade im Ladeeingriff mit einem Container 25 befindet. Der Container 25 gehört zu einer ganzen Reihe von weiteren, ebenfalls mit dem Bezugszeichen 25 benannten Containern, die in einer Querreihe 26 in nebeneinander stehenden Stapeln 27, angeordnet sind. Im gezeigten Fall soll der von dem Ladegeschirr 24 ergriffene Container 25 auf einen LKW 28 umgeladen werden.FIG. 2 shows a container crane 20 which in principle corresponds to the crane 10 shown in FIG. 1. Here, too, a bridge 22 which is movable on wheels 21 is provided, on which a lifting device 23 is accommodated so as to be movable in the longitudinal direction of the bridge 22. Of the Assigned to lifting device 23 and movable with it, a driver's cab 50 is provided on bridge 22. A crane driver can control the loading activities from the driver's cab 50. On the lifting device 23 is suspended a vertically movable loading gear 24, which is currently in loading engagement with a container 25. The container 25 belongs to a whole series of further containers, also designated by the reference numeral 25, which are arranged in a transverse row 26 in stacks 27 arranged side by side. In the case shown, the container 25 gripped by the loading gear 24 is to be reloaded onto a truck 28.

Zur Steuerung des Ladevorganges sind an der Hubvorrichtung 23 angeordnete Sensoren 29a und 29b vorgesehen, deren Sensorbereiche 290b, 290a jeweils einen Punkt der oberen Horizontallängskanten des Ladegeschirrs 24 vermessen.To control the loading process, sensors 29a and 29b are provided on the lifting device 23, the sensor regions 290b, 290a of which each measure a point of the upper horizontal longitudinal edges of the loading gear 24.

Mit Hilfe der Sensoren 29a, 29b wurde zunächst das leere Ladegeschirr 24 auf den Container 25 zielgenau abgesenkt (dargestellter Zustand). Jetzt wird das mit dem Container 25 beladene Ladegeschirr 24 zu dem Lastkraftwagen 28 bewegt, wobei zusätzlich mittels der Sensoren 29a, 29b die Oberflächen der Containerstapel 27 überstrichen und dabei jeweils ein Punkt der die Oberflächen begrenzenden Längskanten der Container 25 vermessen wird. Anhand der Meßwerte wird in dem Kranrechner ein Profil der durch die Containerstapel definierten Oberflächen erstellt, das bei jeder Ladebewegung des Ladegeschirrs 24 bzw. der Hubvorrichtung 23 aktualisiert werden kann. Der Kranrechner kann damit also für jeden Containertransport einen kollisionsfreien Weg zu dem gewünschten Zielort, in diesem Fall dem Lastkraftwagen 28 automatisch vorgeben.With the help of the sensors 29a, 29b, the empty loading gear 24 was first lowered onto the container 25 in a targeted manner (shown state). Now the loading gear 24 loaded with the container 25 is moved to the truck 28, with the sensors 29a, 29b additionally sweeping over the surfaces of the container stacks 27 and in each case measuring a point on the longitudinal edges of the containers 25 delimiting the surfaces. Based on the measured values, a profile of the surfaces defined by the container stack is created in the crane computer, which can be updated with each loading movement of the loading gear 24 or the lifting device 23. The crane computer can thus automatically specify a collision-free route to the desired destination for each container transport, in this case the truck 28.

Der Lastkraftwagen seinerseits verfügt über obere Horizontalkanten 30, 31, die von den Sensoren 29a, 29b in mindestens einem Punkt vermessen werden können. Anhand der für den LKW ermittelten Meßwerte kann der von dem Ladegeschirr 24 ergriffene Container 25 zielgenau auf der Ladefläche des LKWs 28 abgesenkt werden.The truck in turn has upper horizontal edges 30, 31 which can be measured by the sensors 29a, 29b in at least one point. On the basis of the measured values determined for the truck, the container 25 gripped by the loading tackle 24 can be lowered precisely onto the loading area of the truck 28.

Fig. 3 zeigt grob schematisch eine typische Umschlagsituation, in der ein Container 40 auf einem Zielcontainer 41 bündig abgestellt werden soll. Alle übrigen Bestandteile des den Container 40 transportierenden Krans etc. wurden aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen. Die Referenzzeichen 42 und 43 bezeichnen Punkte, die mittels eines an dem nicht dargestellten Kran befestigten Sensors 60 auf einer der oberen Längskanten des Containers 40 und des Containers 41 vermessen wurden. Zur Vermessung wird von dem Sensor 60 ein Meßstrahl 600 über einen Winkelbereich 61 in einer Ebene verschwenkt. Es wird jeweils bei einem definierten Ausstrahlwinkel die Strahllaufzeit bestimmt. Aus der Strahllaufzeit läßt sich die Entfernung zwischen dem Sensor und einem den Strahl reflektierenden Punkt aus dem Aussendewinkel des Strahles dessen Winkelposition zu dem Sensor bestimmen. Auf diese Weise können für jeden von dem Sensor vermessenen Punkt Koordinaten errechnet werden, die die Vertikal- und Horizontalposition des Punktes im Verhältnis zu dem Sensor angeben. Im vorliegenden Fall wurden mittels des Meßstrahles 600 in den Winkelpositionen A₁ und A₂ Punkte 42 und 43 auf oberen Horizontallängskanten der Container 40 und 41 vermessen. Aus den entsprechenden Koordinaten kann der vertikale Abstand Δ h und der horizontale Abstand Δ X zwischen den Punkten 42 und 43 ermittelt werden.3 roughly schematically shows a typical handling situation in which a container 40 is to be placed flush on a target container 41. All other components of the crane 40 transporting the container 40 have been omitted for reasons of clarity. The reference symbols 42 and 43 denote points which were measured on one of the upper longitudinal edges of the container 40 and the container 41 by means of a sensor 60 attached to the crane (not shown). For the measurement, a measuring beam 600 is pivoted by the sensor 60 over an angular range 61 in one plane. The beam travel time is determined at a defined beam angle. From the beam travel time, the distance between the sensor and a point reflecting the beam can be determined from the outside angle of the beam, its angular position to the sensor. In this way, coordinates can be calculated for each point measured by the sensor, which indicate the vertical and horizontal position of the point in relation to the sensor. In the present case, points 42 and 43 were measured on the upper horizontal longitudinal edges of the containers 40 and 41 by means of the measuring beam 600 in the angular positions A ₁ and A ₂ . The vertical distance Δ h and the horizontal distance Δ X between points 42 and 43 can be determined from the corresponding coordinates.

Zur zielgenauen Absetzung muß der Container 40 und mit ihm der Meßpunkt 42 so weit bewegt werden, daß der Wert Δ X gegen Null geht und der Wert Δ h gleich der bekannten Höhe des Containers 40 Δ C wird. In Kenntnis der laufend ermittelten und überprüften Position der Meßwerte 42 und 43 lassen sich die entsprechenden Steuersignale für den Kranantrieb ohne Probleme erzeugen.For precise placement, the container 40 and with it the measuring point 42 must be moved so far that the value Δ X goes to zero and the value Δ h becomes equal to the known height of the container 40 Δ C. Knowing the continuously determined and checked position of the measured values 42 and 43, the corresponding control signals for the crane drive can be generated without problems.

Aufgrund der vorhergegangenen Beschreibung des Sensors 60 wird auch deutlich, daß ohne weiteres eine Mindesthöhe einer abzutastenden Kante vorgegeben werden kann. Hierzu genügt es, die einzelnen Abstandswerte der von dem Sensor in unterschiedlichen Winkelpositionen ausgesendeten Meßstrahlen 600 miteinander in bezug zu setzen. Tritt z.B. bei kleiner Winkeländerung eine größere Änderung des Abstandes ein, dann liegt ein Kantensprung vor. Die Beziehung zwischen Winkeländerung und ermittelten Abstandswerten läßt sich beliebig einstellen, so daß man den eine Messung auslösenden Kantensprung exakt an die abzutastende ausgewählte Kante anpassen kann. Auf diese Weise kann z.B. sichergestellt werden, daß der Sensor sicher eine äußere Horizontalkante des Containers erkennt und nicht auf z.B. kleinere Kanten von Versteifungsprofilen auf dem Container anspricht. Man könnte dem Sensor z.B. vorgeben, daß er erst auf Kanten anspricht, die einen Sprung in Höhe der Seitenwand des Containers aufweisen. Wie oben gesagt, besteht hier jedoch absolute Wahlfreiheit.On the basis of the previous description of the sensor 60, it is also clear that a minimum height of an edge to be scanned can easily be specified. For this purpose, it is sufficient to relate the individual distance values of the measuring beams 600 emitted by the sensor in different angular positions. For example, if there is a small change in angle, a larger one occurs If the distance changes, there is an edge jump. The relationship between the change in angle and the determined distance values can be set as desired, so that the edge jump triggering a measurement can be adapted exactly to the selected edge to be scanned. In this way it can be ensured, for example, that the sensor reliably detects an outer horizontal edge of the container and does not respond to, for example, smaller edges of stiffening profiles on the container. One could, for example, pretend that the sensor only responds to edges that have a jump at the level of the side wall of the container. As mentioned above, however, there is absolute freedom of choice here.

Claims

Apparatus for controlling a container crane, which has a movable lifting device (15, 23) for a suspended loading gear (16, 24), with which containers (12, 120, 25, 40, 41) can be picked up and held, having at least one downwardly looking sensor (17a, b; 18a, b; 29a, b; 60) arranged on the crane, which is in the position to survey on edges disposed within its scanning region and having a minimum height drop at least one point of the edge, whereby the apparatus generates control signals for the crane drive to steer the loading gear (16, 24), characterised in that the sensor (17a, b; 18a, b; 29a, b; 60) is arranged above the loading gear (16, 24) on the lifting device (15, 23) its scanning region being so directed, that points (170a, b; 170a', b'; 42, 43) on at least one edge (160a, b) of the loading gear (16) and/or on at least one upper edge of a container (25) carried in the loading gear (24) and, when approaching a target container (120) to be picked up or serving as stack basis on at least one upper edge (120a, b) of the target container (120) are surveyed, whereby the apparatus generates control signals, from the positions of the detected edge points (170a, b; 170a', b'; 42, 43) and from the known dimensions of the loading gear (16, 24) or of the containers (12, 120, 25, 40, 41) for the crane drive to steer the loading gear (16, 24) or a container connected thereto into an engagement position with the target container (120).
Apparatus as claimed in Claim 1, characterised in that the sensor sweeps over at least two selected, parallel edges of the loading gear or of the container carried therein.
Apparatus as claimed in Claims 1 or 2, characterised in that at least two sensors (17a, b; 29a, b) are provided which scan respective opposed, parallel edges (160a, b) of the loading gear (16) or a container carried in the loading gear.
Apparatus as claimed in Claims 3 or 4, characterised in that the two sensors (17a, b) are offset from one another in the direction of the edges (160a, b) to be scanned.
Apparatus as claimed in one of Claims 1 to 4, characterised in that the sensor (29a, b) is arranged outside the vertical projection of a container (25), carried in the loading gear (24), on the crane.
Apparatus as claimed in one of the preceding claims, characterised in that the sensor is mounted to be movable in the direction of the selected, scanned edge.
Apparatus as claimed in one of the preceding claims, characterised in that the sensors (17a, b; 18a, b; 29a, b; 60) are conventional 2D distance sensors which produce a beam (60) rotating in a plane with constant simultaneous determination of the beam angle and the beam return time.
Method for controlling a container crane, in a which loading gear (16, 24) for containers (12, 120, 25, 40, 41) suspended on a movable lifting device (15, 23) is moved back and forth in the empty state or loaded state between two alternating target points, the target locations being represented substantially by a target container (120) to be picked up or serving as stack base or a receiving surface of characteristic configuration and in which by means of at least one downwardly looking sensor (17a, b; 18a, b; 29a, b; 60) arranged on the crane, at least one point on edges situated within the scanning region of the sensor (17a, b; 18a, b; 29a, b; 60) and having a minimum height drop, are surveyed, whereby control signals are generated, from the positions of the surveyed points for the crane drive to steer the loading gear (16, 24) characterised in that the sensor (17a, b; 18a, b; 29a, b; 60) is arranged on the lifting device (15, 23) and that at least one respective point (170a, b; 170a', b'; 42, 43) on at least one selected upper edge (160a, b) of the loading gear (16) and/or on at least one upper edge of a container (25) carried in the loading gear (24) and, when approaching the target location (120, 28, 41) a point (170a', b'; 43) of a selected edge (120a, b; 30, 31) situated in the target location are surveyed, from the measurement results and the known dimensions of the loading gear (16, 24) or of a container (40) possibly carried therein and the known target location configuration, the height difference and the lateral difference between the loading gear (16, 24) and the target location (120, 29, 41) are determined and changed into control signals for the crane drive.
Method as claimed in Claim 8, characterised in that the sensor is moved in opposition to or together with the crane in the direction of the selected horizontal edge of the target location and at least one of the two corner points of the selected edge is thereby surveyed and the crane is moved in accordance with the determined measured value parallel to the scanned edge so that its loading gear is movable into the target location without further displacement in the direction of the scanned edge.
Method as claimed in one of Claims 8 or 9, characterised in that at least one respective point of a respective horizontal edge of all the surfaces situated on the path between the starting and target locations are surveyed by means of the sensor and a profile of the surface crossed by the loading gear is calculated and supplemented from the measured values.