EP2043940A1 - Verfahren zur automatischen bereitstellung kartographischer daten in einer containerkrananlage, containerkrananlage und steuerungsprogramm - Google Patents

Verfahren zur automatischen bereitstellung kartographischer daten in einer containerkrananlage, containerkrananlage und steuerungsprogramm

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EP2043940A1
EP2043940A1 EP08775259A EP08775259A EP2043940A1 EP 2043940 A1 EP2043940 A1 EP 2043940A1 EP 08775259 A EP08775259 A EP 08775259A EP 08775259 A EP08775259 A EP 08775259A EP 2043940 A1 EP2043940 A1 EP 2043940A1
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EP
European Patent Office
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container crane
crane system
container
satellite image
features
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EP08775259A
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EP2043940B1 (de
Inventor
Hans-Peter Kagerer
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Program control

Definitions

  • Newer container crane systems have a very high degree of automation.
  • automation solutions encounter limits in certain areas of a container crane system.
  • human intervention is still required due to long distances, weather influences, material movements and deformations.
  • measuring systems must be constantly maintained and calibrated at regular intervals.
  • Rubber-tired gantries or “straddle-carriers” are controlled by humans and are very flexible in terms of field of application. Rubber-tired gantries, in particular, require very precise driving in an area where containers are stacked, and mistakes made by a driver during steering can have dangerous consequences or at least result in significant damage to property.
  • Control units for transport facilities of a container crane system are therefore supplied with cartographic data so that lanes can be reliably detected.
  • the cartographic data for the control units must hitherto largely be tracked manually.
  • Control systems for container cranes usually work with fixed reference points within the container crane system. For this purpose, a system coordinate system is defined. Position details of individual container cranes then refer to corresponding coordinates. Basically, floor plans of a container crane system are available at the operator. However, these plans often deviate from the real world or are not precise enough to accommodate positioning accuracy requirements in the range of a few centimeters.
  • the present invention has for its object to provide a method for automatically providing cartographic data in a container crane system and to provide a suitable implementation of the method and an adapted container crane system.
  • An essential aspect of the method according to the invention is that for the automatic provision of cartographic data in a container crane system at least one satellite image of the container crane system is created with a predefinable resolution.
  • features describing a container arrangement in the container crane system are extracted from the satellite image.
  • a container crane-specific topographical map is generated.
  • the card is used at least for one control unit of the Contai- Nerkranstrom made available, which is associated with at least one transport device.
  • the satellite image is provided by an internet-based service.
  • an internet-based service In this way, a particularly economical access to required for generating cartographic data starting material results.
  • the extracted features are checked for plausibility by comparison with reference values.
  • reference values are determined during at least one crane crossing over at least one container stack.
  • the reference values can be queried in an inventory management system in which container inventories are recorded.
  • the method according to the invention is preferably implemented by a control program for the automatic provision of cartographic data in a container crane system.
  • the control program has at least one code section which can be loaded into a main memory of a computer, and in the execution of which the above-described steps are executed or initiated when the control program runs in the computer.
  • FIG. 1 shows an application environment for acquiring cartographic data according to the prior art
  • FIG. 2 shows a flow chart for a method according to the invention for providing cartographic data in a container crane system
  • FIG. 3 shows a satellite recording of a container crane system provided by an internet-based service.
  • DGPS uses a fixed reference station that receives signals sent by GPS satellites. Since the geographical position of the reference station is known with very high accuracy, an error of a GPS position determination can be calculated. For this purpose, a respective error contribution of a GPS satellite whose signals can be received, individually determined and transmitted by the reference station by radio to DGPS receiver within a given region.
  • a DGPS receiver decodes received GPS satellite signals and, in addition, reference station correction signals. With In the latter case, the DGPS receiver corrects errors in the GPS satellite signals, thereby increasing the accuracy of the position detection.
  • a receiving antenna for the correction signals is already integrated in a GPS antenna. If the radio disconnects from the DGPS transmitter, the receiver switches to a normal GPS mode without correction, but then loses the accuracy advantage.
  • the achievable accuracy is between 0.3 and 2.5 m in relation to length and width data and between 0.6 and 5 m in relation to height information. High-quality systems additionally evaluate a carrier phase and achieve accuracies of only a few mm.
  • the correction signals of a reference station are usually transmitted by means of radio in the VHF range or by means of a mobile radio connection to the DGPS receiver. Since the erroneous determined transit times of the GPS satellite signals change only slowly, a transmission of the correction signals via VHF or mobile radio connection is non-time critical.
  • geostationary satellites can emit correction signals which are generated by local reference stations, for example continent-specific. Examples include the systems EGNOS in Europe, WAAS in America and MSAS in Japan.
  • position data can be determined by "learning trips" with a transport device, for example, a crane can be moved manually in its operating area, whereby the position data along the travel route are recorded and stored.
  • Figure 1 shows an exemplary arrangement of a container stack 102 within a container crane system.
  • a crane operator positions a crane 101 on a starting point 111 at the beginning of a stacking area.
  • the crane operator stores a first reference position via an input device, for example push-button or control panel.
  • the crane driver drives with the crane 101 along the container stacks and thereby detects several intermediate positions 112-114. This is especially important if the container stacks are not arranged along a straight line.
  • an end position 115 of the container stacks is stored.
  • a setpoint route for the crane 101 along the container stack considered here is detected.
  • other cranes used along the container stack considered here must also be provided with information on the recorded target route, otherwise separate "learning trips" would have to be carried out for the other cranes.
  • position corrections can be made by position sensors installed in transport vehicles or by absolute encoders provided in drive units.
  • a satellite image of the container crane system is created with a predefinable resolution (step 201).
  • Features describing a container arrangement in the container crane facility are then extracted from the satellite image by means of a pattern recognition process (step 202).
  • a container crane-specific topographical map is generated (Step 203).
  • the card is finally made available for a control unit of the container crane system, which is assigned to a transport device, for example a crane.
  • the method is preferably implemented by means of a control program which has at least one code section which can be loaded into a main memory of a computer and in the execution of which the above-described steps are carried out when the control program runs in the computer.
  • a container crane system with a unit for retrieving at least one satellite image of the container crane system can be realized with a predefinable resolution.
  • the container crane system has a unit for the extraction of a container arrangement in the container crane descriptive characteristics from the satellite image and a unit for generating a container crane-specific topographic map.
  • a unit for providing the card is present at least for a control unit of the container crane system.
  • the acquired satellite image is segmented by generating content-related regions as well as aggregating neighboring pixels in accordance with a specific homogeneity criterion.
  • each pixel is assigned to at least one segment.
  • each pixel is assigned at most one segment. In a complete and coverage-free segmentation, therefore, each pixel is assigned to exactly one segment. If each segment forms a coherent area, there is a coherent segmentation.
  • Automatic segmentation can be pixel, edge or region oriented.
  • model-based methods a specific form of objects to be recognized is assumed, or, in the case of texture-based methods, an internal homogeneous structure for objects to be recognized is additionally or alternatively taken into account.
  • the approaches to automatic segmentation mentioned here can also be combined with each other.
  • the decision is made for each individual pixel as to whether it is to be assigned to a selected segment. This decision may be influenced by the environment of the respective pixel.
  • Edge-oriented segmentation searches for edges or object transitions in the image to be segmented. Depending on the algorithm used, discrete edge sequences may be combined to form closed edge features that include objects.
  • Pixels belonging to an edge can be determined by means of the Sobel operator, the Laplace operator or a gradient search.
  • the determined pixels are subsequently completed by means of an edge tracking algorithm.
  • An example of an edge tracking algorithm is the Live Wire method developed by E. Mortensen, WA Barrett and JK Udupa. This method determines an optimal path from a start point to a destination point. Optimal in this context means that the path between start and end point always leads over the strongest edge pixels.
  • This problem can be solved, for example, with a breadth-first search known in computer science.
  • a region-oriented segmentation sets of points are considered as a whole in order to find contiguous objects in this way.
  • the region Growing, Region Splitting, Pyramid Linking or Split and Merge can be used.
  • Model-based segmentation is based on a model of objects to be recognized; in the present case, for example, containers or cranes.
  • the Hough transformation is preferably used. Using the Hough transformation, points are combined into lines or circles by mapping them in a parameter space.
  • texture-oriented segmentation use is made of the fact that, although some image objects do not have a uniform color, they have a uniform texture. For example, an object may have grooves that appear in a photograph as alternating streaks of dark and light color.
  • the satellite image acquired for automatically providing cartographic data in a container crane system is preferably provided by an internet-based service.
  • a service such as Google Earth could be used in principle provided the up-to-dateness of the provided image material is guaranteed.
  • the features extracted from the satellite image can additionally be checked for plausibility by comparison with reference values.
  • the reference values can be determined during a crane crossing over a container stack or stored in an inventory management system.
  • automation systems in a container crane system can be kept up to date using the described procedure.
  • sensory equipment can also be functionally kept to a minimum to safeguard security-related functions, such as collision protection.
  • FIG. 3 shows a satellite image of a container crane system. Dotted lines 301-303 exemplify a selected stack area that can be recognized by the method described above.
  • the present invention is not limited to the application example described here.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

Beschreibung
Verfahren zur automatischen Bereitstellung kartographischer Daten in einer Containerkrananlage, Containerkrananlage und Steuerungsprogramm
Neuere Containerkrananlagen weisen einen sehr hohen Automatisierungsgrad auf. Aufgrund von Umgebungsbedingungen und Abmessungen stoßen jedoch Automatisierungslösungen in bestimmte Bereiche einer Containerkrananlage auf Grenzen. Beispielsweise sind aufgrund großer Abstände, Witterungseinflüssen, Materialbewegungen und -Verformungen nach wie vor menschliche Eingriffe erforderlich. Außerdem müssen Meßsysteme ständig gewartet und in regelmäßigen Abständen kalibriert werden.
„Rubber-tired gantries" oder „Straddle-carrier" werden von Menschen gesteuert und sind vom Einsatzbereich her sehr flexibel. Speziell „Rubber-tired gantries" erfordern ein sehr zielgenaues Fahren in einem Bereich, wo Container gestapelt sind. Fehler durch einen Fahrer beim Lenken können gefährliche Folgen haben oder zumindest in nennenswerten Sachschäden enden .
Systeme zur Verhinderung von Fahrfehlern basieren auf einer genauen Kenntnis insbesondere von Containerstapeln. Steuerungseinheiten für Transporteinrichtungen einer Containerkrananlage werden deswegen mit kartographischen Daten versorgt, damit Fahrspuren zuverlässig erkannt werden können. Bei baulichen oder betrieblichen Änderungen innerhalb einer Containerkrananlage müssen die kartographischen Daten für die Steuerungseinheiten bisher weitgehend manuell nachgeführt werden . Steuerungen für Containerkräne arbeiten üblicherweise mit festen Referenzpunkten innerhalb der Containerkrananlage. Hierzu wird ein Anlagenkoordinatensystem festgelegt. Positionsangaben einzelner Containerkräne beziehen sich dann auf ent- sprechende Koordinaten. Grundsätzlich sind Grundrißpläne einer Containerkrananlage beim Betreiber vorhanden. Allerdings weichen diese Pläne oft von den realen Gegebenheiten ab oder sind nicht präzise genug, um Anforderungen an eine Positionierungsgenauigkeit im Bereich weniger Zentimeter Rechnung zu tragen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Bereitstellung kartographischer Daten in einer Containerkrananlage zu schaffen sowie eine ge- eignete Implementierung des Verfahrens und eine angepaßte Containerkrananlage anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, eine Containerkran- anläge mit den in Anspruch 6 angegebenen Merkmalen und ein
Steuerungsprogramm mit den in Anspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zur automatischen Bereitstellung kartographischer Daten in einer Containerkrananlage zumindest ein Satellitenbild der Containerkrananlage mit einer vorgebbaren Auflösung erstellt wird. Mittels eines Mustererkennungsver- fahrens werden eine Containeranordnung in der Containerkrananlage beschreibende Merkmale aus dem Satellitenbild extrahiert. Aus den extrahierten Merkmalen wird eine Containerkrananlagen-spezifischer topographische Karte erzeugt. Die Karte wird zumindest für eine Steuerungseinheit der Contai- nerkrananlage verfügbar gemacht, die zumindest einer Transporteinrichtung zugeordnet ist. Mit grundsätzlich jederzeit aktuellen kartographischen Daten kann wesentlich schneller als bei bisherigen Lösungen auf Veränderungen auf einem Con- tainerkrananlagengelände reagiert werden.
Vorteilhafterweise wird das Satellitenbild durch einen internetbasierten Dienst bereitgestellt wird. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders wirtschaftlicher Zugriff auf für eine Generierung kartographischer Daten benötigtes Ausgangsmaterial.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden die extrahierten Merkmale durch Ver- gleich mit Referenzwerten auf Plausibilität überprüft. Dies dient einer zusätzlichen Qualitätssicherung der automatisiert erfaßten kartographischen Daten. Beispielsweise werden die Referenzwerte bei zumindest einer Kranüberfahrt über zumindest einen Containerstapel ermittelt. Alternativ oder zusätz- lieh können die Referenzwerte in einem Bestandsverwaltungssystem abgefragt werden, in dem Containerbestände erfaßt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt durch ein Steu- erungsprogramm zur automatischen Bereitstellung kartographischer Daten in einer Containerkrananlage implementiert. Das Steuerungsprogramm weist zumindest einen Codeabschnitt auf, der in einen Arbeitsspeicher eines Rechners ladbar ist, und bei dessen Ausführung die vorangehend beschriebenen Schritte ausgeführt bzw. veranlaßt werden, wenn das Steuerungsprogramm im Rechner abläuft.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Figur 1 ein Anwendungsumfeld für eine Erfassung kartographischer Daten nach dem Stand der Technik,
Figur 2 ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bereitstellung kartographischer Daten in einer Containerkrananlage,
Figur 3 eine durch einen internetbasierten Dienst bereitge- stellte Satellitenaufnahme einer Containerkrananlage.
Eine absolute Positionsermittlung von Transporteinrichtungen und Containern innerhalb einer Containerkrananlage erfolgt bisher durch aufwendige manuelle Vermessung. Dabei werden auf einer GPS-Positionsermittlung basierende differentielle GSP- Positionsermittlungsverfahren (DGPS) verwendet. Die eingesetzten Transporteinrichtungen werden mit auf diese Weise ermittelten Vermessungsergebnissen versorgt. Aufgrund eines ho- hen manuellen Bearbeitungsanteils ergibt sich eine erhöhte Fehleranfälligkeit .
Bei DGPS wird eine ortsfeste Referenzstation benutzt, die von GPS-Satelliten gesendete Signale empfängt. Da die geografi- sehe Position der Referenzstation mit sehr hoher Genauigkeit bekannt ist, kann ein Fehler einer GPS-Positionsermittlung berechnet werden. Dazu wird jeweils ein Fehlerbeitrag eines GPS-Satelliten, dessen Signale empfangen werden können, einzeln ermittelt und durch die Referenzstation per Funk an DGPS-Empfänger innerhalb einer vorgegebenen Region übermittelt.
Ein DGPS-Empfänger decodiert empfangene GPS-Satellitensignale und zusätzlich Korrektursignale der Referenzstation. Mit letzteren korrigiert der DGPS-Empfänger Fehler der GPS- Satellitensignale, wodurch die Genauigkeit der Positionsermittlung erhöht wird. Vielfach ist eine Empfangsantenne für die Korrektursignale bereits in eine GPS-Antenne integriert. Reißt die Funkverbindung zur DGPS-Sendeanlage ab, schaltet der Empfänger in einen normalen GPS-Modus ohne Korrektur um, verliert aber dann den Genauigkeitsvorteil. Die erreichbare Genauigkeit liegt je nach Qualität des Empfängers und der Korrekturdaten zwischen 0,3 und 2,5 m bezogen auf Längen- und Breitenangaben und zwischen 0,6 bis 5 m bezogen auf Höhenangaben. Hochqualitative Systeme werten zusätzlich eine Trägerphase aus und erreichen Genauigkeiten von nur wenigen mm.
Die Korrektursignale einer Referenzstation werden üblicher- weise mittels Funk im UKW-Bereich oder mittels Mobilfunkverbindung an die DGPS-Empfänger übermittelt. Da sich die fehlerbehaftet ermittelten Laufzeiten der GPS-Satellitensignale nur langsam ändern, ist eine Übertragung der Korrektursignale per UKW oder Mobilfunkverbindung zeitunkritisch.
Neben ortsfesten Referenzstationen können auch geostationäre Satelliten Korrektursignale aussenden, die von lokalen Referenzstationen, beispielsweise kontinentspezifisch erzeugt werden. Beispiele hierfür sind die Systeme EGNOS in Europa, WAAS in Amerika und sowie MSAS in Japan.
Alternativ oder zusätzlich zu DGPS-basierten Methoden können Positionsdaten durch „Lernfahrten" mit einer Transporteinrichtung ermittelt werden. Beispielsweise kann ein Kran in seinem Operationsbereich manuell verfahren werden. Dabei werden die Positionsdaten entlang der Fahrtroute erfaßt und abgespeichert . Figur 1 zeigt eine beispielhafte Anordnung eines Containerstapels 102 innerhalb einer Containerkrananlage. Zum Start eines Lernvorganges positioniert ein Kranfahrer einen Kran 101 auf einen Ausgangspunkt 111 am Beginn eines Stapelberei- ches. Über eine Eingabevorrichtung, beispielsweise Taster oder Bedienpanel, speichert der Kranfahrer eine erste Referenzposition ab. In der Folge fährt der Kranfahrer mit dem Kran 101 an den Containerstapeln entlang und erfaßt dabei mehrere Zwischenpositionen 112-114. Die ist insbesondere dann wichtig, wenn die Containerstapel nicht entlang einer Geraden angeordnet sind.
Als letztes wird eine Endposition 115 der Containerstapel abgespeichert. Damit ist eine Soll-Route für den Kran 101 ent- lang der hier betrachteten Containerstapel erfaßt. Bei Veränderung der Containerstapelanordnung sind die „Lernfahrten" zu wiederholen. Außerdem sind auch andere entlang des hier betrachteten Containerstapels eingesetzte Krane mit Informationen zur erfaßten Soll-Route zu versorgen. Andernfalls müßten für die anderen Kran separate „Lernfahrten" durchgeführt werden. Zusätzlich können Positionskorrekturen durch in Transportfahrzeugen installierte Positionsgeber oder durch in Antriebseinheiten vorgesehene Absolutwertgeber vorgenommen werden .
Entsprechend dem in Figur 2 veranschaulichten Verfahren wird zur automatischen Bereitstellung kartographischer Daten in einer Containerkrananlage zunächst ein Satellitenbild der Containerkrananlage mit einer vorgebbaren Auflösung erstellt (Schritt 201) . Eine Containeranordnung in der Containerkrananlage beschreibende Merkmale werden dann aus dem Satellitenbild mittels eines Mustererkennungsverfahrens extrahiert (schritt 202). Aus den extrahierten Merkmalen wird eine Containerkrananlagen-spezifischer topographische Karte erzeugt (Schritt 203) . Die Karte wird abschließend für eine Steuerungseinheit der Containerkrananlage verfügbar gemacht, die einer Transporteinrichtung, beispielsweise einem Kran zugeordnet ist.
Das Verfahren wird bevorzugt mittels eines Steuerungsprogramms implementiert, das zumindest einen Codeabschnitt aufweist, der in einen Arbeitsspeicher eines Rechners ladbar ist, und bei dessen Ausführung die vorangehend beschriebenen Schritte ausgeführt bzw. veranlaßt werden, wenn das Steuerungsprogramm im Rechner abläuft. Auf diese Weise kann eine Containerkrananlage mit einer Einheit zum Abrufen zumindest eines Satellitenbildes der Containerkrananlage mit einer vorgebbaren Auflösung realisiert werden. Zusätzlich weist die Containerkrananlage eine Einheit zur Extraktion von eine Containeranordnung in der Containerkrananlage beschreibenden Merkmalen aus dem Satellitenbild sowie eine Einheit zur Erzeugung einer Containerkrananlagen-spezifischen topographischen Karte auf. Außerdem ist eine Einheit zur Bereitstellung der Karte zumindest für eine Steuerungseinheit der Containerkrananlage vorhanden.
Zur Mustererkennung wird das erfaßte Satellitenbild durch Erzeugung von inhaltlich zusammenhängenden Regionen sowie Zu- sammenfassung benachbarter Pixel entsprechend einem bestimmten Homogenitätskriterium segmentiert.
Zur vollständigen Segmentierung wird jedes Pixel mindestens einem Segment zugeordnet. Für eine Überdeckungsfreie Segmen- tierung wird jedes Pixel dagegen höchstens einem Segment zugeordnet. Bei einer vollständigen und Überdeckungsfreien Segmentierung wird folglich jedes Pixel genau einem Segment zugeordnet. Sofern jedes Segment ein zusammenhängendes Gebiet bildet, liegt eine zusammenhängende Segmentierung vor. Eine automatische Segmentierung kann pixel-, kanten- oder regionenorientiert erfolgen. Zusätzlich wird bei modellbasierten Verfahren von einer bestimmten Form zu erkennender Objek- te ausgegangen, oder es wird bei texturbasierten Verfahren zusätzlich oder alternativ eine innere homogene Struktur zu erkennender Objekte berücksichtigt. Die hier genannten Ansätze zur automatischen Segmentierung können auch miteinander kombiniert werden.
Bei einer pixelorientierten Segmentierung wird für jeden einzelnen Bildpunkt die Entscheidung getroffen, ob er zu einem ausgewählten Segment zuzuordnen ist. Diese Entscheidung kann durch die Umgebung des jeweiligen Bildpunkts beeinflußt sein.
Bei einer kantenorientierten Segmentierung wird im zu segmentierenden Bild nach Kanten oder Objektübergängen gesucht. Je nach verwendetem Algorithmus werden ggf. diskrete Kantenzüge zu geschlossenen Kantenzügen zusammengefaßt, die Objekte ein- schließen.
Zu einer Kante gehörige Pixel können mittels des Sobel- Operators, des Laplace-Operators oder einer Gradientensuche ermittelt werden. Die ermittelten Pixel werden nachfolgend mittels eines Kantenverfolgungsalgorithmus komplettiert. Ein Beispiel für einen Kantenverfolgungsalgorithmus ist das Live- Wire-Verfahren, das von E. Mortensen, W. A. Barrett und J. K. Udupa entwickelt wurde. Mit diesem Verfahren wird ein optimaler Weg von einem Start- zu einem Zielpunkt ermittelt. Opti- mal bedeutet in diesem Zusammenhang, daß der Weg zwischen Start- und Zielpunkt immer über die stärksten Kantenpixel führt. Diese Problem kann beispielsweise mit einer in der Informatik bekannten Breitensuche gelöst werden. Bei einer regionenorientierten Segmentierung werden Punktmengen als Gesamtheit betrachtet, um auf diese Weise zusammenhängende Objekte zu finden. Zu regionenorientierten Segmentierung können das Region Growing, Region Splitting, Pyramid Linking oder Split and Merge angewendet werden.
Bei einer modellbasierten Segmentierung wird zunächst ein Modell zu erkennender Objekte zugrundegelegt; im vorliegenden Fall beispielsweise Container oder Krane. Zur modellbasierten Segmentierung wird bevorzugt die Hough-Transformation verwendet. Mittels der Hough-Transformation werden Punkte zu Linien oder Kreisen zusammengefügt, indem sie in einem Parameterraum abgebildet werden.
Bei einer texturorientierte Segmentierung wird ausgenutzt, daß manche Bildobjekte zwar keine einheitliche Farbe, aber eine einheitliche Textur aufweisen. Beispielsweise kann ein Objekt Rillen besitzen, die in einer Fotographie als abwechselnde Streifen dunkler und heller Farbe erscheinen.
Das zur automatischen Bereitstellung kartographischer Daten in einer Containerkrananlage erfaßte Satellitenbild wird vorzugsweise durch einen internetbasierten Dienst bereitgestellt. Beispielsweise könnte grundsätzlich ein Dienst wie Google Earth verwendet werden, sofern Aktualität des bereitgestellten Bildmaterials gewährleistet ist.
Die aus dem Satellitenbild extrahierten Merkmale können zusätzlich durch Vergleich mit Referenzwerten auf Plausibilität überprüft werden. Beispielsweise können die Referenzwerte bei einer Kranüberfahrt über einen Containerstapel ermittelt werden oder in einem Bestandsverwaltungssystem gespeichert sein. Mit dem beschriebenen Verfahren kann ein aufwendiges, manuelles Erfassen und Weiterverarbeiten von kartographischen Daten in einer Containerkrananlage entfallen. Zum einen werden dadurch Eingabefehler in vorhandenen Datenerfassungssysteme vermieden. Andererseits wird eine erheblich Zeitersparnis realisiert, da ein Zurücklegen großer Wegstrecken im Rahmen von „Lernfahrten" allenfalls in Ausnahmefällen erforderlich ist.
Durch entfallende „Lernfahrten" werden außerdem sowohl Un- fallgefahren als auch Ausfallzeiten aufgrund falscher oder veralteter kartographischer Daten minimiert. Automatisierungssysteme in einer Containerkrananlage können zudem mit dem beschriebenen Verfahren ständig auf aktuellem Stand gehalten werden. Grundsätzlich können auch sensorische Ein- richtungen funktionell auf ein Minimum zur Wahrung sicherheitsrelevanter Funktionen, wie Kollisionsschutz, reduziert werden .
Figur 3 zeigt ein Satellitenbild einer Containerkrananlage. Gestrichelte Linien 301-303 markieren beispielhaft einen ausgewählten Stapelbereich, der durch das vorangehend beschriebene Verfahren erkannt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das hier beschriebene Anwendungsbeispiel beschränkt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur automatischen Bereitstellung kartographischer Daten in einer Containerkrananlage, bei dem - zumindest ein Satellitenbild der Containerkrananlage mit einer vorgebbaren Auflösung erstellt wird,
— eine Containeranordnung in der Containerkrananlage beschreibende Merkmale aus dem Satellitenbild mittels eines Mustererkennungsverfahrens extrahiert werden, - aus den extrahierten Merkmalen eine Containerkrananlagen- spezifischer topographische Karte erzeugt wird,
— die Karte zumindest für eine Steuerungseinheit der Containerkrananlage verfügbar gemacht wird, die zumindest einer Transporteinrichtung zugeordnet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Satellitenbild durch einen internetbasierten Dienst oder innerhalb eines Datennetzes bereitgestellt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die extrahierten Merkmale durch Vergleich mit Referenzwerten auf Plausibilität überprüft werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Referenzwerte bei zumindest einer Kranüberfahrt über zumindest einen Containerstapel ermittelt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die Referenzwerte in einem Bestandsverwaltungssystem gespei- chert sind.
6. Containerkrananlage mit
— einer Einheit zum Abrufen zumindest eines Satellitenbildes der Containerkrananlage mit einer vorgebbaren Auflösung,
— einer Einheit zur Extraktion von eine Containeranordnung in der Containerkrananlage beschreibenden Merkmalen aus dem
Satellitenbild mittels eines Mustererkennungsverfahrens,
— einer Einheit zur Erzeugung einer Containerkrananlagen- spezifischen topographischen Karte aus den extrahierten Merkmalen, — einer Einheit zur Bereitstellung der Karte zumindest für eine Steuerungseinheit der Containerkrananlage, die zumindest einer Transporteinrichtung zugeordnet ist.
7. Steuerungsprogramm zur automatischen Bereitstellung karto- graphischer Daten in einer Containerkrananlage mit zumindest einem Codeabschnitt, der in einen Arbeitsspeicher eines Rechners ladbar ist, und bei dessen Ausführung
— eine Erstellung zumindest eines Satellitenbildes der Containerkrananlage mit einer vorgebbaren Auflösung veranlaßt wird,
— eine Containeranordnung in der Containerkrananlage beschreibende Merkmale aus dem Satellitenbild mittels eines Mustererkennungsverfahrens extrahiert werden,
— aus den extrahierten Merkmalen eine Containerkrananlagen- spezifischer topographische Karte erzeugt wird,
— die Karte zumindest für eine Steuerungseinheit der Containerkrananlage verfügbar gemacht wird, die zumindest einer Transporteinrichtung zugeordnet ist, wenn das Steuerungsprogramm im Rechner abläuft.
EP08775259A 2007-07-26 2008-07-21 Verfahren zur automatischen bereitstellung kartographischer daten in einer containerkrananlage, containerkrananlage und steuerungsprogramm Not-in-force EP2043940B1 (de)

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EP (1) EP2043940B1 (de)
AT (1) ATE457017T1 (de)
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