集装箱扫描系统的制作方法_4

文档序号:8460132阅读:来源:国知局
摄像机/传感器单元的电源布线和/或用于发送信号和/或数据传输的电布线的空间。图4B还显示出导轨电子器件盒,它例如容纳集成了 230V电源电缆和UTP网络电缆连接。摄像机/传感器单元411在控制单元的控制下沿着导轨401运动,该控制单元接收表示操作位置即高度和/或宽度和/或深度的信息。摄像机/传感器单元将沿着导轨401运动道这样的位置,在此处它能够在起重机正在装卸集装箱期间扫描集装箱的正面、背面和/或侧面。摄像机/传感器单元也能够运动到检修位置412,例如在导轨竖直安装时沿着导轨401的最低位置,以便简化部件的维护或修理。摄像机/传感器单元411包含有足够的空间以容纳至少一个摄像机或传感器,但是优选可以包含有多个摄像机和/或传感器。作为示例,可以包括三个摄像机,左摄像机、中间摄像机和右摄像机以拓宽能够由摄像机/传感器单兀411扫描的窗口。在另一个实施例中,摄像机/传感器单元411可以容纳摄像机和RFID读取器,从而能够拍摄集装箱侧面的图像,以及检测例如用在集装箱的门侧上的RFID密封条中的RFID标签的存在。
[0084]图5显示出在本发明的实施方案中结合在沿着导轨510可动地安装的摄像机/传感器单元500中的功能模块。摄像机/传感器单元500包含有摄像机501,从而能够视觉检查集装箱表面的标记、ID、标签、密封条的存在等。摄像机/传感器单元500还包含有光学符号读取或OCR单元502,它在功能上与摄像机501联系并且能够识别在由摄像机501拍摄的图像中的字母数字信息。由摄像机501产生出的图像或由OCR单元502识别出的字母数字信息能够通过WiFi收发器503无线传送给在起重机附近的地面站或处理站。显然,在本发明的可选实施方案中可以采用其它类型的无线通信方式。控制单元520将摄像机/传感器单元500控制为沿着导轨510运动。控制信号可以在预期在导轨505中的供电布线505上传送以便给摄像机/传感器单元500供电。为了使得控制信号或其它信息例如由摄像机501捕获或由OCR单元502产生出的信息能够在供电布线505上传送,该摄像机/传感器单元500配备有供电线路通信或PLC接口 504,它借助供电线路505上发送/接收信号和/或数据。在图5中画出的摄像机/传感器单元500还包含有灯506,从而能够照亮所要扫描的集装箱的表面,并且包含有RFID收发器507,从而能够感测到RFID密封条在集装箱的门侧上的存在。控制单元520接收表示起重机的操作位置即吊具的高度、在其中吊具正在提升集装箱的巷道等的信息。该信息能够例如从用于控制起重机的运动的PLC或可编程逻辑控制器中接收到。该信息由控制器520译码并且用于控制摄像机/传感器单元500沿着导轨505的运动,由此实现本发明的优点。
[0085]导轨201、202、301、302和401优选如在图6A和图6B中所示一样设计。在图6A和图6B中所示的导轨包含有铝挤出成型结构650。该结构650是针对该用途专门研制的,并且结合有承载结构651和用于环形正时皮带的内部空间652,用于保持着摄像机/传感器单元611的小车沿着环形正时皮带运动。该小车具有沿着在内部空间652中安装在挤出成型件653、654、655和656上的结构滚动的车轮。具有齿轮箱的发动机640位于导轨的底侧处。在导轨的顶侧处,设置有用于正时皮带的滑轮660。该导轨最终具有天然的阳极氧化层。导轨分成多段601,它们长12米并且能够串接在一起。每8米,该导轨与起重机支腿机械连接。该连接基于焊接在起重机支腿上的钢质安装件。在导轨的底部处,可以想到设置保护摄像机/传感器单元的检修外壳。另外在底部处,可以想到设置230V/20A电源接头并且设有IGbit CAT5e UTP网络接头。通向摄像机/传感器单元611的电源布线和通信布线容纳在导轨中,更具体地说容纳在承载结构651的内部腔室中。
[0086]在图7A和图7B所示的实施方案中,摄像机单元保持着三个相同的摄像机头,每个具有镜头和传感器。例如可以采用具有球形快门的高速12M像素彩色传感器。在图7A中,具有摄像机/传感器单元的导轨安装在起重机的海侧支撑件105和106的每一个内侧上。沿着海侧支撑件105运动的摄像机/传感器单元具有在图7A中由701、702和703表示的三个摄像机头。沿着海侧支撑件106运动的摄像机/传感器单元也具有在图7A中由711、712和713表示的三个摄像机头。在集装箱运动穿过起重机支腿时,摄像机/传感器单元拍摄三次图像:假设集装箱从陆侧存放区域向船运动,在集装箱处于位置721中的第一时刻通过摄像机701和711扫描集装箱的正面,在集装箱处于位置722中的第二时刻通过摄像机702和712扫描集装箱的短侧面,并且在集装箱处于位置723中的第三时刻通过摄像机703和713扫描集装箱的背面。显然,如由在图7A中的箭头所表示的一样,在集装箱从船向陆侧存放区域运动时,第一时刻、第二时刻和第三时刻对应于相应的位置723、722和721。可选的是,在吊具使得集装箱转动90度时,在位置721、722和723中可以扫描集装箱的短侧面、集装箱的长侧面(前面或后面)和集装箱的第二短侧面。在图7B中,具有摄像机/传感器单元的导轨安装在起重机的陆侧支撑件107和108的每一个的内侧上。沿着陆侧支撑件107运动的摄像机/传感器单元具有在图7B中由751、752和753表示的三个摄像机头。沿着陆侧支撑件108运动的摄像机/传感器单元也具有在图7B中由761、762和763表示的三个摄像机头。在集装箱运动穿过起重机支腿时,摄像机/传感器单元拍摄三次图像:假设集装箱从陆侧存放区域向船运动,在集装箱处于位置771中的第一时刻通过摄像机751和761扫描集装箱的正面,在集装箱处于位置772中的第二时刻通过摄像机752和762扫描集装箱的短侧面,并且在集装箱处于位置773中的第三时刻通过摄像机753和763扫描集装箱的背面。显然,如由在图7B中的箭头所表示的一样,在集装箱从船向陆侧存放区域运动时,第一时刻、第二时刻和第三时刻对应于相应的位置773、772和771。可选的是,在吊具使得集装箱转动90度时,在位置771、772和773中可以扫描集装箱的短侧面、集装箱的长侧面(前面或后面)和集装箱的第二短侧面。
[0087]在可选的实施方案中,三个相同的摄像机头可以用单个摄像机代替,它可以根据集装箱的位置和速度转动,从而该单个摄像机能够拍摄上述三个图像。
[0088]在由图8和图9所示的另一个可选实施方案中,摄像机801可以沿着旋转轴802转动并且沿着倾斜轴803上下倾斜,从而可以根据在卸载/装载操作期间吊具和集装箱所遵循的最佳吊具路径910来控制成像方向。与摄像机单元共享位置、速度和最佳吊具路径信息的起重机PLC接口例如可以采用Profibus或Profinet通信方式。在图9中,具有摄像机/传感器单元的第一导轨901安装在竖直海侧支撑件106上,并且具有摄像机/传感器单元的第二导轨902安装在竖直陆侧支撑件108上。假设摄像机/传感器单元两者都配备有如在图8中所画出的旋转和倾斜传感器。
[0089]图9为起重机的侧视图,显示出吊具和集装箱在遵循最佳吊具路径910以将集装箱从陆侧存放区域装载到船上期间的不同时刻的位置。认为最佳路径910由控制逻辑电路例如起重机PLC计算出,它控制着吊具的运动。根据该最佳路径,沿着导轨901和902运动的摄像机/传感器单元会运动到其操作高度。在吊具沿着最佳路径910运动期间,摄像机/传感器单元不会运动。还要注意的是,优选的是,摄像机/传感器单元不会为每次集装箱传输运动。下一个吊具路径应该优选试图重复使用相同的摄像机/传感器单元的高度以提高运动的摄像机/传感器单元的使用寿命和可用性。因此,摄像机/传感器单元优选只是在位于与摄像机/传感器单元沿着其运动的导轨相交位置处的最佳吊具路径高度和当前的摄像机/传感器单元操作高度之间的差值超过预定阈值时才运动。该阈值高度可以在起重机PLC中如此配置,从而起重机PLC能够决定是否使得吊具和集装箱沿着副最佳吊具路径运动,该路径能够将一个或几个摄像机/传感器单元保持在其当前的操作高度处。
[0090]在图9中,在时间tl,沿着导轨运动的摄像机/传感器单元转动并且上下倾斜以扫描集装箱的长侧面例如正面,它在tl时位于位置911处。在时间t2,沿着导轨902运动的摄像机/传感器单元转动并且上下倾斜以扫描集装箱的另一个长侧面例如背面,它在t2时位于位置912处。在集装箱处于位置912处时,沿着导轨901运动的摄像机/传感器单元转动并且上下倾斜以扫描集装箱的正面。这样,获得正面的第二图像。最后,在时间t3,在集装箱处于位置913处时,沿着导轨901运动的摄像机/传感器单元转动并且上下倾斜以对集装箱的背面进行第二次扫描。除了扫描集装箱的长侧面之外,在吊具运动正在与竖直支撑件106和108相交的时刻,沿着导轨901和902运动的摄像机/传感器单元可以上下倾斜并且转动以扫描集装箱的短侧面。
[0091]图10还显示出集装箱起重机的侧视图,其具有竖直海侧支撑件106和竖直陆侧支撑件108,在这些支撑件上安装有导轨,具有转动和倾斜摄像机的摄像机/传感器单元正在沿着其运动。图10显示出集装箱1002从存放区域传送给船1001。第一集装箱遵循由起重机的PLC计算出的第一最佳路径1003传送。第二集装箱遵循由起重机的PLC计算出的第二最佳路径1004传送。用来扫描在竖直支撑件108附近的集装箱的运动的摄像机/传感器单元1005使用有关这些最佳路径的信息来使得其摄像机以及最终还有其灯沿着所期望的方向转动并且倾斜,以便扫描集装箱表面。由吊具遵循以装载集装箱的最佳路径1003或1004取决于集装箱在船上的目的地位置和集装箱在码头上的原始位置。该最佳路径对于每个集装箱而言是不同的:对于靠近在此处将可动摄像机1005安装在其上的起重机支腿108的某些集装箱而言它将是上倾的,而对于靠近所述支
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