Zuverlässige Erkennung von Containerkran und Geschirr

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Betriebsverfah ren für einen Containerkran, wobei der Containerkran eine Laufkatze aufweist, die auf einer Traverse eines Portals des Containerkrans verfahrbar ist, wobei an der Laufkatze ein Ge schirr zum Aufnehmen und Absetzen eines Containers angeordnet ist, wobei an der Laufkatze mindestens ein Laserscanner ange ordnet ist,

- wobei mittels des Laserscanners ein Tiefenbild erfasst wird, das als Funktion eines ersten und eines zweiten Win kels jeweils den Abstand von dem Laserscanner mittels eines Laserstrahls erfassten Objektpunkten angibt,

- wobei das erfasste Tiefenbild mittels einer Auswertungsein richtung ausgewertet wird, so dass anhand der Objektpunkte Objekte erkannt werden und deren Orte ermittelt werden,

- wobei die Objekte das Geschirr und/oder einen von dem Ge schirr aufgenommenen Container und weitere Objekte umfas sen,

- wobei anhand der erfassten Objektpunkte die Kontur des Ge schirrs und/oder des von dem Geschirr aufgenommenen Contai ners ermittelt wird und

- wobei eine Steuereinrichtung des Containerkrans im Rahmen der Steuerung des Containerkrans die erkannten Objekte und deren Orte berücksichtigt.

Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Con tainerkran,

- wobei der Containerkran eine Laufkatze aufweist, die auf einer Traverse eines Portals des Containerkrans verfahrbar ist,

- wobei an der Laufkatze ein Geschirr zum Aufnehmen und Ab setzen eines Containers angeordnet ist,

- wobei an der Laufkatze mindestens ein Laserscanner angeord net ist, mittels dessen ein Tiefenbild erfassbar ist, das als Funktion eines ersten und eines zweiten Winkels jeweils den Abstand von dem Laserscanner mittels eines Laserstrahls erfassten Objektpunkten angibt,

- wobei der Containerkran eine Auswertungseinrichtung auf weist, von der das erfasste Tiefenbild derart ausgewertet wird, dass anhand der Objektpunkte Objekte erkannt werden und deren Orte ermittelt werden,

- wobei die Objekte das Geschirr und/oder einen von dem Ge schirr aufgenommenen Container und weitere Objekte umfas sen,

- wobei die Auswertungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie anhand der erfassten Objektpunkte die Kontur des Geschirrs und/oder des von dem Geschirr aufgenommenen Con tainers ermittelt, und

- wobei der Containerkran eine Steuereinrichtung aufweist, welche im Rahmen der Steuerung des Containerkrans die er kannten Objekte und deren Orte berücksichtigt.

Containerkräne können beispielsweise als Portalkräne oder als Containerbrücken ausgebildet sein. Sie können manuell, teil automatisiert oder voll automatisiert betrieben werden. Beim vollautomatisierten oder teilautomatisierten Absetzen und Aufnehmen von Containern durch Portalkräne kommen häufig La serscanner zum Einsatz. Mittels der Laserscanner werden von der Seite das jeweilige Geschirr, soweit vorhanden, der je weilige Container und die Bereiche insbesondere unterhalb des Geschirrs und des Containers erfasst und ausgewertet. Dadurch können insbesondere Hindernisse, die sich unter dem Geschirr und dem Container befinden, rechtzeitig erkannt werden.

Aufgrund der typischen Geometrie von Portalkränen ist es er forderlich, den Laserscanner relativ nahe an der Laufkatze anzuordnen. Dadurch „sieht" der Laserscanner den Container und das Geschirr. In vielen Fällen funktioniert die Auswer tung des erfassten Tiefenbildes ordnungsgemäß. In manchen Fällen treten jedoch stark gehäuft Reflexionen auf, insbeson dere an den Wänden des von dem Geschirr aufgenommenen Contai ners. Das Problem tritt insbesondere bei Nässe und bei einer glänzenden Lackierung des Containers auf. Derartige Reflexio- nen führen zu fehlerhaften Abstandsmessungen. Derartige Ab standsmessungen können zu einer - fehlerhaften - Auswertung dahingehend führen, dass unter dem Geschirr und unter dem Container ein Hindernis vermutet wird, obwohl das Hindernis gar nicht vorhanden ist. Die Korrektur derart fehlerhafter Messungen und Auswertungen ist in automatisierter Weise im Stand der Technik oftmals nicht möglich. Zur Vermeidung von Unfällen und Schäden wird daher der automatisierte Betrieb - insbesondere das automatisierte Absetzen eines Containers - oftmals unterbrochen. Das Absetzen des Containers muss in diesem Fall von einer Bedienperson manuell gesteuert werden. Zumindest muss die Bedienperson explizit eine Freigabe zur Fortsetzung des automatisierten Betriebs des Containerkrans geben .

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Mög lichkeiten zu schaffen, aufgrund derer trotz des Auftretens von Reflexionen zumindest im Regelfall eine korrekte Erken nung von Hindernissen möglich ist. Insbesondere sollen Refle xionen, die in fehlerhafter Weise zu einer Erkennung eines scheinbaren Hindernisses unter dem Geschirr oder dem Contai ner - also eines tatsächlich nicht vorhandenen Hindernisses - führen, so weit wie möglich vermieden werden.

Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit den Merkma len des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 7.

Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs ge nannten Art dadurch ausgestaltet, dass eine Erkennung der weiteren Objekte innerhalb von durch die ermittelte Kontur definierten Bereichen unterdrückt wird.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass fehlerhafte Messungen im vertikalen Verfahrbereich des Containers nur durch Reflexionen am Geschirr oder am Container hervorgerufen werden können. Durch die vorherige Lokalisierung des Contai- ners und des Geschirrs können daher Messungen, die in diesem Bereich liegen und deutlich größere Abstände als eigentlich erwartet aufweisen, als Reflexionen identifiziert und von der weitergehenden Auswertung ausgeschlossen werden. Insbesondere können Nachbarschaftsbeziehungen genutzt werden, um einzelne „Ausreißer" zu ermitteln und im weiteren Verlauf unberück sichtigt zu lassen.

Die Ermittlung der Kontur des Geschirrs und/oder des von dem Geschirr aufgenommenen Containers kann auf besonders einfache und effiziente Weise dadurch implementiert werden, dass das erfasste Tiefenbild oder ein daraus abgeleitetes Bild zu nächst einer ersten mathematischen morphologischen Operation unterzogen wird, so dass in dem erfassten Tiefenbild oder dem daraus abgeleitetes Bild Objekte mit einer Größe unterhalb einer ersten Maximalgröße ausgefiltert werden, und dass so dann die Ermittlung der Kontur des Geschirrs und/oder des von dem Geschirr aufgenommenen Containers anhand des der ersten morphologischen Operation unterzogenen Bildes erfolgt.

Die erste mathematische morphologische Operation kann insbe sondere eine morphologische Dilatation und eine auf die mor phologische Dilatation folgende morphologische Erosion sein. Alternativ kann auch die umgekehrte Reihenfolge ergriffen werden. In beiden Fällen wird jedoch zur morphologischen Di latation ein Filterkern verwendet, der dieselbe Größe auf weist wie der im Rahmen der morphologischen Erosion verwende te Filterkern. Dieser Filter wirkt also gleichartig für beide morphologische Teiloperationen der ersten mathematischen mor phologischen Operation.

Zum Unterdrücken der Erkennung der weiteren Objekte innerhalb der durch die ermittelte Kontur definierten Bereiche wird das der ersten mathematischen morphologischen Operation unterzo gene Bild vorzugsweise einer zweiten mathematischen morpholo gischen Operation unterzogen, so dass in dem der ersten ma thematischen morphologischen Operation unterzogenen Bild Ob jekte mit einer Größe unterhalb einer zweiten Maximalgröße ausgefiltert werden. Diese Vorgehensweise führt mit geringem Rechenaufwand zu einer sehr zuverlässigen Unterdrückung der entsprechenden weiteren Objekte.

Die zweite mathematische morphologische Operation kann eine morphologische Dilatation und eine auf die morphologische Di latation folgende Erosion sein. Alternativ kann es sich um eine morphologische Erosion und eine auf die morphologische Erosion folgende morphologische Dilatation handeln. In beiden Fällen wird jedoch zur morphologischen Dilatation ein Filter kern verwendet, der dieselbe Größe aufweist wie der im Rahmen der morphologischen Erosion verwendete Filterkern. Dieser Filter wirkt also gleichartig für beide morphologische Tei loperationen der zweiten mathematischen morphologischen Ope ration. Weiterhin ist im Rahmen der zweiten mathematischen morphologischen Operation die Reihenfolge von morphologischer Erosion und morphologischer Dilatation invers zu der Reihen folge von morphologischer Erosion und morphologischer Dilata tion im Rahmen der ersten mathematischen morphologischen Ope ration .

Die Größe der im Rahmen der zweiten mathematischen morpholo gischen Operation verwendeten Filterkerne kann in Einzelfäl len mit der Größe der im Rahmen der ersten mathematischen morphologischen Operation verwendeten Filterkerne identisch sein. In der Regel sind die Größen jedoch voneinander ver schieden. Insbesondere können die im Rahmen der zweiten ma thematischen morphologischen Operation verwendeten Filterker ne eine größere Größe aufweisen als die im Rahmen der ersten mathematischen morphologischen Operation verwendeten Filter kerne .

Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren ist sehr robust. Ins besondere kann es somit auch dann ausgeführt werden, während es in der Umgebung des Containerkrans regnet oder schneit.

Die Aufgabe wird weiterhin durch einen Containerkran mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltun- gen des Containerkrans sind Gegenstand der abhängigen Ansprü che 9 bis 13.

Erfindungsgemäß wird ein Containerkran der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass die Auswertungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie eine Erkennung der weiteren Objekte innerhalb von durch die ermittelte Kontur definierten Bereichen unterdrückt.

Die dadurch bewirkten Vorteile korrespondieren mit denen des Betriebsverfahrens .

Die vorteilhaften Ausgestaltungen des Containerkrans korres pondieren mit denen des Betriebsverfahrens. Auch die hier durch jeweils erzielten Vorteile sind dieselben.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei spiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:

FIG 1 einen Containerkran,

FIG 2 den Containerkran von FIG 1 von der Seite,

FIG 3 einen Erfassungsbereich eines Tiefenbildes,

FIG 4 ein Tiefenbild,

FIG 5 eine mögliche Zeile des Tiefenbildes von FIG

4,

FIG 6 eine mögliche Spalte des Tiefenbildes von FIG

4,

FIG 7 den Containerkran von FIG 1 in Verbindung mit einer Reflexion,

FIG 8 eine steuerungstechnische Struktur des Contai nerkrans,

FIG 9 ein Ablaufdiagramm,

FIG 10 bis 14 jeweils einen Verlauf eines ersten Winkels als

Funktion eines zweiten Winkels, FIG 15 ein Ablaufdiagramm,

FIG 16 bis 20 modifizierte Tiefenbilder.

Gemäß den FIG 1 und 2 weist ein Containerkran ein Portal 1 auf. Das Portal 1 weist zwei Stützen 2 auf, die über eine Traverse 3 miteinander verbunden sind. Der Containerkran kann als Containerbrücke oder anderer Portalkran ausgebildet sein. Die Stützen 1 sind in einer Verfahrrichtung x des Container- krans verfahrbar. Die Richtung x wird nachfolgend, weil in ihr der Containerkran als Ganzes verfahren wird, als Kran richtung x bezeichnet. Auf der Traverse 3 ist eine Laufkatze 4 des Containerkrans verfahrbar. Die Richtung, in welcher die Laufkatze 4 verfahrbar ist, wird nachfolgend als Laufkatzen richtung bezeichnet und mit dem Bezugszeichen y versehen. Die Laufkatzenrichtung y ist orthogonal zur Kranrichtung x. So wohl die Kranrichtung x als auch die Laufkatzenrichtung y sind im Regelfall horizontal orientiert.

An der Laufkatze 4 ist ein Geschirr 5 angeordnet. Das Ge schirr 5 dient dem Aufnehmen und Absetzen eines Containers 6. Das Geschirr 5 kann insbesondere einen sogenannten Spreader und die zugehörigen Seile zum Heben und Senken des Spreaders umfassen. Das Geschirr 5 kann relativ zu einem Untergrund 7, auf dem der Containerkran als Ganzes verfahren werden kann, in vertikaler Richtung z angehoben und abgesenkt werden. Dies gilt unabhängig davon, ob von dem Geschirr 5 ein Container 6 aufgenommen ist oder nicht und demzufolge der Container 6 mit angehoben oder abgesenkt wird.

An der Laufkatze 4 ist mindestens ein Laserscanner 8 angeord net. In der Regel sind entsprechend der Darstellung in den FIG 1 und 2 zwei Laserscanner 8 vorhanden. Insbesondere sind die beiden Laserscanner 8 in der Regel derart angeordnet dass sich das Geschirr 5 und gegebenenfalls der Container 6 in Laufkatzenrichtung y gesehen zwischen den beiden Laserscan nern 8 befindet bzw. befinden und dass weiterhin in Kranrich tung x gesehen die beiden Laserscanner 8 sich in etwa in der Mitte der Traverse 3 befinden. Mittels der Laserscanner 8 er- fasste Bilder B werden jedoch unabhängig voneinander ausge wertet. Nachfolgend wird daher nur der Betrieb eines der La serscanner 8 näher erläutert, nämlich der Betrieb des in FIG 1 rechten Laserscanners 8. Der Betrieb des anderen Laserscan ners 8 erfolgt auf analoge Weise.

Der Laserscanner 8 arbeitet derart, dass ein von dem La serscanner 8 emittierter Laserstrahl 9 bei einer Vielzahl von Werten eines ersten Winkels jeweils über einen Winkelbe reich eines zweiten Winkels ß verschwenkt wird. Während des Verschwenkens über den zweiten Winkel ß kann bei einer Viel zahl von Werten des zweiten Winkels ß beispielsweise jeweils die Laufzeit zwischen dem Emittieren des Laserstrahls 9 und dem Empfang des reflektierten Laserstrahls erfasst und daraus in Verbindung mit der bekannten Lichtgeschwindigkeit der Ab stand eines jeweils erfassten Objektpunkts 10 ermittelt wer den. Diese Vorgehensweise ist Fachleuten allgemein bekannt.

Es sind aber auch andere, Fachleuten allgemein bekannte Mög lichkeiten zur Abstandsermittlung anwendbar.

Der erste Winkel liegt vorzugsweise in der yz-Ebene. Es handelt sich also im wesentlichen um einen Polarwinkel. Wenn mit 0° die Vertikale bezeichnet wird, positive Werte des Win kels auf den Container 6 zu gerichtet sind und negative Werte des Winkels demzufolge vom Container 6 abgewandt sind, erstreckt sich der von dem ersten Winkel überdeckte Winkelbereich entsprechend der Darstellung in FIG 1 vorzugs weise von einem geringfügig unter 0° liegenden Wert - bei spielsweise -5° oder -10° - zu einem deutlich oberhalb von 0° liegenden Wert - beispielsweise 45° oder 60°. Der zweite Win kel ß erstreckt sich derart, dass der von ihm überdeckte Win kelbereich die yz-Ebene orthogonal schneidet. In der Regel erstreckt sich dieser Winkelbereich entsprechend der Darstel lung FIG 2 symmetrisch zur yz-Ebene über einen Halbkreis oder nahezu einen Halbkreis. Wenn der Laserstrahl 9 für einen Wert des zweiten Winkels ß von 0° in der yz-Ebene liegt, kann sich dieser Winkelbereich beispielsweise von -90° bis +90° oder von -80° bis +80° erstrecken. Es sind aber auch Ausgestaltun- gen möglich, bei denen der zweite Winkel ß einen Winkelbe reich überdeckt, der deutlich kleiner als 180° ist oder umge kehrt sogar größer als 180° ist.

Aufgrund des Umstands, dass in dem mittels des Laserscanners 8 erfassten jeweiligen Bild B auch die Information über den Abstand a des jeweils erfassten Objektpunktes 10 enthalten ist, handelt es sich bei dem jeweiligen Bild B um ein Tiefen bild. Das Tiefenbild B gibt also entsprechend der Darstellung in den FIG 3 bis 6 für den ersten und den zweiten Winkel , ß jeweils den Abstand a der erfassten Objektpunkte 10 vom La serscanner 8 an. FIG 3 zeigt schematisch für einen (rein the oretisch einheitlichen) Abstand a den Erfassungsbereich des ersten Winkels und den Erfassungsbereich des zweiten Win kels ß. Die in FIG 3 angegebenen Zahlenwerte liegen zwar in typischen Wertebereichen, sind aber rein beispielhaft und dienen lediglich der Veranschaulichung. FIG 4 zeigt ein mög liches Tiefenbild B. FIG 5 zeigt einen möglichen Verlauf des Abstandes a für eine Zeile des Tiefenbildes B von FIG 4, also den Abstand a als Funktion des zweiten Winkels ß für einen bestimmten, konstant gehaltenen ersten Winkel . FIG 6 zeigt umgekehrt einen möglichen Verlauf des Abstandes a für eine Spalte des Tiefenbildes B von FIG 4, also den Abstand a als Funktion des ersten Winkels für einen bestimmten, konstant gehaltenen zweiten Winkel ß. Aus den FIG 5 und 6 ist insbe sondere erkennbar, dass die Ortsauflösung in den Winkeln und ß hoch ist. Beispielsweise kann eine Abtastung in beiden Winkeln , ß mit einer Schrittweite von 1° erfolgen. Die ge nannte Schrittweite kann aber auch einen anderen Wert aufwei sen, beispielsweise 0,1°, 0,2° oder 0,5°. Weiterhin kann sie auch für den ersten und den zweiten Winkel , ß voneinander verschiedene Werte aufweisen. Aus den Darstellungen der FIG 5 und 6 ist weiterhin ersichtlich, dass die Erfassung der Ab stände a nicht ideal ist, sondern dass ab und zu „Ausreißer" sowohl nach oben als auch nach unten, also sowohl zu größeren als auch zu kleineren Abständen a hin erfolgen. Die „Ausrei ßer" zu kleineren Abständen hin können beispielsweise durch Regentropfen oder Schneeflocken hervorgerufen werden. Die „Ausreißer" zu größeren Abständen hin können insbesondere durch Reflexionen am Geschirr 5 und am Container 6 hervorge rufen werden. Ein Beispiel einer derartigen Reflexion ist in FIG 7 dargestellt. In FIG 7 ist gestrichelt weiterhin darge stellt, an welchem Ort in diesem Fall im Stand der Technik in fehlerhafter Weise ein tatsächlich nicht vorhandenes Objekt erkannt werden würde.

Gemäß FIG 8 wird das erfasste Tiefenbild B von dem Laserscan ner 8 einer Auswertungseinrichtung 11 zugeführt. Die Auswer tungseinrichtung 11 wertet das Tiefenbild B aus. Insbesondere erkennt die Auswertungseinrichtung 11 anhand der Objektpunkte 10 Objekte und ermittelt deren Orte. Beispielsweise kann die Auswertungseinrichtung 11 - siehe FIG 1 - den Container 12 direkt unterhalb der Laufkatze 4 erkennen und dessen Ort er mitteln. Auch kann die Auswertungseinrichtung 11 denjenigen Container 13 erkennen und dessen Ort ermitteln, der sich auf Seiten des Laserscanners 8 neben diesem Container 12 befin det. Auch die Erkennung anderer Objekte - beispielsweise des Untergrunds 7 - ist möglich. Vor allem aber kann die Auswer tungseinrichtung 11 den Container 6 und das Geschirr 5 erken nen. Im Rahmen der Auswertung des Tiefenbildes B kann die Auswertungseinrichtung 11 insbesondere mit berücksichtigen, dass ihr vorab bekannt ist, auf welcher Seite des Tiefenbil des B (nämlich zu hohen Werten des ersten Winkels hin) sich das Geschirr 5 und der Container 6 befinden müssen.

Die entsprechenden Vorgehensweisen zur Erkennung der ver schiedenen Objekte sind an und für sich bekannt. Sie müssen daher nicht im Detail erläutert werden. Im vorliegenden Fall ist jedoch von Bedeutung, auf welche Weise anhand der erfass ten Objektpunkte 10 die Kontur des Geschirrs 5 und/oder des von dem Geschirr 5 aufgenommenen Containers 6 ermittelt wird und auf welche Art und Weise fehlerhafte Bestimmungen von Ob jekten ausgemerzt werden.

Insbesondere arbeitet die Auswertungseinrichtung 11 entspre chend der Darstellung in FIG 9 wie folgt: In einem Schritt S1 nimmt die Auswertungseinrichtung 11 ein Tiefenbild B entgegen. Das Tiefenbild B enthält, wie bereits erwähnt, den Verlauf des Abstandes a als Funktion der beiden Winkel , ß.

In einem Schritt S2 setzt die Auswertungseinrichtung 11 den zweiten Winkel ß auf einen Anfangswert ßl und selektiert dadurch sozusagen eine Spalte des in FIG 4 dargestellten Tie fenbildes B. Der Anfangswert ßl kann beispielsweise in der Darstellung von FIG 4 dem linken Rand des dortigen Tiefenbil des B entsprechen. In einem Schritt S3 bestimmt die Auswer tungseinrichtung 11 - gültig nur für die selektierte Spalte - einen ersten Winkel . Insbesondere durchsucht die Auswer tungseinrichtung 11 die selektierte Spalte des Tiefenbildes B nach demjenigen Wert des ersten Winkels , bei dem - vorläu fig - die Kante des Containers 6 vermutet wird. Die Implemen tierung des Schrittes S3 kann beispielsweise derart erfolgen, dass ausgehend von dem Minimalwert des ersten Winkels zu größeren Werten des ersten Winkels hin derjenige erste Win kel bestimmt wird, bei dem erstmals ein Abstand a unter ei nem vorbestimmten Minimalabstand amin (siehe FIG 6) ermittelt wird. Im einfachsten Fall ist der vorbestimmte Minimalabstand amin eine Konstante. Bei hinreichender Kenntnis des Systems kann der vorbestimmte Minimalabstand amin jedoch auch eine Variable sein. Alternativ ist es möglich, den Schritt S3 der art zu implementieren, dass ausgehend von dem Minimalwert des ersten Winkels zu größeren Werten des ersten Winkels hin derjenige erste Winkel bestimmt wird, bei dem erstmals ein hinreichend großer Sprung von einem größeren zu einem kleine ren Abstand auftritt. Auch Kombinationen dieser beiden Vorge hensweisen sind denkbar.

In einem Schritt S4 prüft die Auswertungseinrichtung 11, ob der zweite Winkel ß einen Endwert ß2 überschritten hat. So lange dies nicht der Fall ist, geht die Auswertungseinrich tung 11 zu einem Schritt S5 über, in dem die Auswertungsein richtung 11 den zweiten Winkel ß um eine Schrittweite db er höht. Der Endwert ß2 kann beispielsweise in der Darstellung von FIG 4 dem rechten Rand des dortigen Tiefenbildes B ent sprechen. Die Schrittweite db kann insbesondere mit der Orts auflösung des zweiten Winkels ß übereinstimmen. Vom Schritt S5 aus geht die Auswertungseinrichtung zum Schritt S3 zurück.

Durch die wiederholte Ausführung des Schrittes S3 für ver schiedene Werte des zweiten Winkels ß wird somit nach und nach eine (vorläufige) Konturlinie ermittelt, die als Funkti on des zweiten Winkels ß den jeweiligen Wert des ersten Win kels zeigt. FIG 10 zeigt beispielhaft eine mögliche vorläu fige Konturlinie. Die Werte des zweiten Winkels ß, bei denen die Endpunkte der Konturlinie und die beiden Knickpunkte der Konturlinie liegen, sind in FIG 10 mit vertikalen gestrichel ten Linien angedeutet. Die vertikalen gestrichelten Linien in den FIG 11 bis 14 korrespondieren jeweils mit diesen Werten des zweiten Winkels ß. Die weitergehenden Maßnahmen zur Er kennung der (endgültigen) Konturlinie bauen auf der ermittel ten vorläufigen Konturlinie auf. Die nunmehr ermittelte vor läufige Konturlinie ist somit ein Beispiel eines aus dem er fassten Tiefenbild B abgeleiteten Bildes.

Zur Ermittlung der endgültigen Konturlinie und damit im Er gebnis auch der Kontur unterzieht die Auswertungseinrichtung 11 die aus dem erfassten Tiefenbild B abgeleitete vorläufige Konturlinie in einem Schritt S6 einer ersten mathematischen morphologischen Operation Ml. Durch die erste mathematische morphologische Operation Ml werden in der aus dem erfassten Tiefenbild B abgeleiteten vorläufigen Konturlinie Objekte ausgefiltert, die einerseits außerhalb des von dem Geschirr 5 und/oder dem Container 6 abgedeckten Winkelbereichs liegen und andererseits eine Größe unterhalb einer ersten Minimal größe aufweisen. Theoretisch können durch die Vorgehensweise des Schrittes S6 auch Objekte ausgefiltert werden, die inner halb des von dem Geschirr 5 und/oder dem Container 6 abge deckten Winkelbereichs liegen und eine Größe unterhalb einer ersten Minimalgröße aufweisen. Derartige Objekte kommen in der Praxis jedoch nicht vor. Die erste mathematische morphologische Operation Ml kann ins besondere ein sogenanntes Öffnen oder ein sogenanntes Schlie ßen sein. In beiden Fällen besteht die erste mathematische morphologische Operation Ml aus zwei nacheinander ausgeführ ten Teilschritten.

Der erste Teilschritt ist eine morphologische Erosion oder eine morphologische Dilatation. Beispielsweise kann entspre chend der Darstellung in FIG 10 für jeden Wert des zweiten Winkels ß innerhalb eines ersten Filterkerns 14 (siehe FIG 10) jeweils der maximale Wert des ersten Winkels herangezo gen werden und für diesen Wert des zweiten Winkels ß als mo difizierter Wert des ersten Winkels für den zweiten Teil schritt herangezogen werden. Der erste Filterkern 14 weist üblicherweise eine Größe auf, die ein relativ geringes Viel faches der Schrittweite db ist. Beispielsweise können - aus gehend vom jeweiligen Wert des zweiten Winkels ß - zu kleine ren und größeren Werten des zweiten Winkels ß zusätzlich zum Wert des ersten Winkels je zwei oder je drei weitere Werte mit herangezogen werden. FIG 11 zeigt rein beispielhaft ein mögliches Ergebnis nach dem ersten Teilschritt der ersten ma thematischen morphologischen Operation Ml.

Der zweite Teilschritt ist invers zum ersten Teilschritt.

Wenn der erste Teilschritt eine morphologische Dilatation ist, ist der zweite Teilschritt eine morphologische Erosion. Wenn umgekehrt der erste Teilschritt eine morphologische Ero sion ist, ist der zweite Teilschritt eine morphologische Di latation. In jedem Fall aber wird im Rahmen des zweiten Teil schrittes ein Filterkern 14' verwendet, der dieselbe Größe aufweist wie der Filterkern 14 beim ersten Teilschritt. FIG 12 zeigt rein beispielhaft ein mögliches Ergebnis nach dem zweiten Teilschritt der ersten mathematischen morphologischen Operation Ml. Ersichtlich erfolgt durch die erste mathemati sche morphologische Operation Ml eine deutliche Glättung der vorläufigen Konturlinie. Mittels der ersten mathematischen morphologischen Operation Ml werden Störungen ausgefiltert, bei denen der Laserstrahl 9 bei zu kleinen ersten Winkeln an kleinen Objekten - bei spielsweise Regentropfen oder Schneeflocken - zum Laserscan ner 8 zurück reflektiert wurde. Das Ausfiltern derartiger Störungen erfolgt nur bis zu einer ersten Maximalgröße der Störungen. Diese Größe ist durch die Größe der ersten Filter kerne 14, 14' bestimmt.

Die Kontur des Geschirrs 5 und des Containers 6 ist damit vom Ansatz her bestimmt. Die exakte Kontur kann nunmehr auf übli che Art und Weise bestimmt werden. Derartige Vorgehensweisen sind Fachleuten allgemein bekannt.

Mittels der ersten mathematischen morphologischen Operation Ml werden hingegen noch keine Störungen ausgefiltert, bei de nen der Laserstrahl 9 am Container 6 oder am Geschirr 5 der art reflektiert wurde, dass er nicht direkt zum Laserscanner 8 zurück reflektiert wurde, sondern erst nach einer weiteren Reflexion oder Streuung an einem anderen Objekt zum La serscanner 8 zurück reflektiert wurde. FIG 12 zeigt rein bei spielhaft eine derartige Reflexion. Derartige Reflexionen sind insbesondere dann problematisch, wenn sie im Randbereich des Containers 6 oder des Geschirrs 5 auftreten und die vor läufige Konturlinie dadurch in nur relativ geringem Umfang verfälschen .

Zur Unterdrückung derartiger Reflexionen und damit im Ergeb nis einer Unterdrückung einer Erkennung von weiteren Objekten innerhalb von durch die ermittelte Kontur definierten Berei chen unterzieht die Auswertungseinrichtung 11 die im Schritt S6 ermittelte Konturlinie in einem Schritt S7 einer zweiten mathematischen morphologischen Operation M2. Durch die zweite mathematische morphologische Operation M2 werden die entspre chenden weiteren Objekte unterdrückt.

Die zweite mathematische morphologische Operation M2 kann - analog zur ersten mathematischen morphologischen Operation Ml - insbesondere aus zwei nacheinander ausgeführten Teilschrit ten bestehen. In diesem Fall ist - wie zuvor bei der ersten mathematischen morphologischen Operation Ml - der erste Teil schritt eine morphologische Dilatation oder eine morphologi sche Erosion und der zweite Teilschritt die inverse Operati on. Im Unterschied zur ersten mathematischen morphologischen Operation Ml werden entsprechend der Darstellung in den FIG 12 und 13 jedoch zweite Filterkerne 15, 15' verwendet. Wei terhin ist die Reihenfolge der beiden Teilschritte invers zu der Reihenfolge der beiden Teilschritte der ersten mathemati schen morphologischen Operation Ml. FIG 13 zeigt rein bei spielhaft ein mögliches Ergebnis nach dem ersten Teilschritt der zweiten mathematischen morphologischen Operation M2, FIG 14 ein mögliches Ergebnis nach dem zweiten Teilschritt der zweiten mathematischen morphologischen Operation M2. Ersicht lich erfolgt durch die zweite mathematische morphologische Operation M2 eine weitere Glättung der vorläufigen Konturli nie .

Die zweiten Filterkerne 15, 15' weisen untereinander eine einheitliche Größe auf. Sie können im Einzelfall dieselbe Größe aufweisen wie die ersten Filterkerne 14, 14'. Im Regel fall weisen die zweiten Filterkerne 15, 15' jedoch eine ande re Größe auf als die erste Filterkerne 14, 14'. Insbesondere können sie größer als die ersten Filterkerne 14, 14' sein.

Mittels der zweiten mathematischen morphologischen Operation M2 wird die Erkennung von weiteren Objekten innerhalb von durch die ermittelte Kontur definierten Bereichen unter drückt. Die Unterdrückung der weiteren Objekte erfolgt nur bis zu einer zweiten Maximalgröße der weiteren Objekte. Diese Größe ist durch die Größe der zweiten Filterkerne 15, 15' be stimmt .

Mittels der zweiten mathematischen morphologischen Operation M2 werden also insbesondere diejenigen Störungen ausgefil tert, die im Tiefenbild B auf der Containerseite bzw. Innen seite an die Kontur angrenzen und bei denen der Laserstrahl 9 am Container 6 oder am Geschirr 5 derart reflektiert wurde, dass er nicht direkt zum Laserscanner 8 zurück reflektiert wurde, sondern erst nach einer weiteren Reflexion oder Streu ung an einem anderen Objekt zum Laserscanner 8 zurück reflek tiert wurde.

Aufgrund des Umstands, dass die Reihenfolge von Erosion und Dilatation im Rahmen der zweiten mathematischen morphologi schen Operation M2 invers zu der Reihenfolge von Erosion und Dilatation im Rahmen der ersten mathematischen morphologi schen Operation Ml ist, wirkt die zweite mathematische mor phologische Operation M2 im Ergebnis nur innerhalb der Kon tur, die im Rahmen der ersten mathematischen morphologischen Operation Ml ermittelt wurde. Das nunmehrige Ergebnis enthält somit nunmehr - zumindest in der Regel - insbesondere keine fehlerhaft erkannten scheinbaren Objekte, die nur aufgrund von Reflexionen am Container 6 oder am Geschirr 5 entstanden sein können.

Die Auswertungseinrichtung 11 übermittelt ihre Ergebnisse in einem Schritt S8 an eine Steuereinrichtung 16 des Container- krans . Die Steuereinrichtung 16 ist somit entsprechend der Darstellung in FIG 8 in der Lage, diese Informationen im Rah men der Ansteuerung des Containerkrans - insbesondere im Rah men der Ansteuerung von Antrieben 17 des Containerkrans - zu berücksichtigen. Mittels der Antriebe 17 werden insbesondere der Containerkran als Ganzes in der Kranrichtung x verfahren, wird die Laufkatze 4 auf der Traverse 3 in der Laufkatzen richtung y verfahren und wird das Geschirr 5 (mit oder ohne Container 6) in der Vertikalen angehoben und abgesenkt.

Die obenstehend in Verbindung mit den FIG 9 bis 14 erläuterte Art und Weise der Auswertung des Tiefenbildes B ist nicht die einzig mögliche. Rein beispielhaft wird nachstehend in Ver bindung mit den FIG 15 bis 20 eine weitere Art und Weise der Auswertung des Tiefenbildes B erläutert. Gemäß FIG 15 nimmt die Auswertungseinrichtung 11 in einem Schritt Sil ein Tiefenbild B entgegen. Der Schritt Sil ent spricht dem Schritt S1 von FIG 9.

In einem Schritt S12 ermittelt die Auswertungseinrichtung 11 diejenigen Winkelpaare , ß des Tiefenbildes B, bei denen der jeweils ermittelte Abstand a unterhalb eines vorbestimmten Minimalabstands amin liegt. Für diese Winkelpaare , ß wird der Wert 0 angesetzt, für die anderen Winkelpaare , ß der Wert 1. Das Tiefenbild B wird also binarisiert. Bezüglich des Minimalabstands amin sind die obigen Ausführungen, die in Verbindung mit dem Schritt S3 von FIG 9 getroffen wurden, in analoger Weise anwendbar. Das nunmehr ermittelte Bild B' ist ein weiteres Beispiel eines aus dem erfassten Tiefenbild B abgeleiteten Bildes.

FIG 16 zeigt rein beispielhaft ein mögliches binarisiertes Bild B' . Schraffiert sind in FIG 16 diejenigen Bereiche ein gezeichnet, die auf 0 gesetzt sind.

In einem Schritt S13 unterzieht die Auswertungseinrichtung 11 das Bild B' einer ersten mathematischen morphologischen Ope ration Ml. Durch die erste mathematische morphologische Ope ration Ml werden in dem Bild B' Objekte ausgefiltert, deren Abstand a oberhalb des vorbestimmten Minimalwertes liegt und die weiterhin eine Größe unterhalb einer ersten Minimalgröße aufweisen. Die erste mathematische morphologische Operation Ml kann insbesondere aus zwei nacheinander ausgeführten Teil schritten bestehen.

Ebenso wie beim Schritt S6 von FIG 9 ist der erste Teil schritt eine morphologische Dilatation oder eine morphologi sche Erosion. Beispielsweise kann für jedes Wertepaar der Winkel , ß der Wert auf 1 gesetzt werden, sofern innerhalb eines ersten Filterkerns 14 um dieses Wertepaar herum der Wert 1 mindestens einmal auftritt. Nur anderenfalls bleibt der Wert 0 erhalten. Dieser modifizierte Wert wird als Wert für den zweiten Teilschritt herangezogen. FIG 17 zeigt rein beispielhaft ein mögliches Ergebnis des ersten Teilschrittes.

Der erste Filterkern 14 weist üblicherweise eine relativ ge ringe Größe auf. Beispielsweise können - ausgehend vom jewei ligen Wertepaar der Winkel , ß - zu kleineren und größeren Werten des ersten Winkels und des zweiten Winkels ß zusätz lich je zwei oder je drei weitere Werte für den ersten Winkel und/oder den zweiten Winkel ß mit herangezogen werden. In aller Regel ist der erste Filterkern 14 jedoch - im Gegensatz zur Vorgehensweise gemäß FIG 9, bei welcher der erste Filter kern 14 stets eindimensional ist - zweidimensional. In Ein zelfällen kann aber auch im Rahmen der Vorgehensweise von FIG 15 der erste Filterkern 14 eindimensional sein.

Der zweite Teilschritt ist wieder invers zum ersten Teil schritt. Wenn der erste Teilschritt eine morphologische Dila tation ist, ist der zweite Teilschritt eine morphologische Erosion. Wenn umgekehrt der erste Teilschritt eine morpholo gische Erosion ist, ist der zweite Teilschritt eine morpholo gische Dilatation. Wenn also beispielsweise im ersten Teil schritt für jedes Wertepaar der Winkel , ß der Wert auf 1 gesetzt wurde, sofern innerhalb eines ersten Filterkerns 14 um dieses Wertepaar herum der Wert 1 mindestens einmal auf trat, wird nunmehr für jedes Wertepaar der Winkel , ß der Wert auf 0 gesetzt, sofern innerhalb eines Filterkerns 14' um dieses Wertepaar herum der Wert 0 mindestens einmal auftritt. Nur anderenfalls bleibt der Wert 1 erhalten. In jedem Fall aber wird im Rahmen des zweiten Teilschrittes ein Filterkern 14' verwendet, der dieselbe Größe aufweist wie der Filterkern 14 beim ersten Teilschritt. FIG 18 zeigt rein beispielhaft ein mögliches Ergebnis nach dem zweiten Teilschritt der ers ten mathematischen morphologischen Operation Ml. Ersichtlich erfolgt - ebenso wie bei der Vorgehensweise gemäß FIG 9 - durch die erste mathematische morphologische Operation Ml ei ne deutliche Glättung. Mittels der ersten mathematischen morphologischen Operation Ml werden Störungen ausgefiltert, bei denen der Laserstrahl 9 an kleinen Objekten - beispielsweise Regentropfen oder

Schneeflocken - zum Laserscanner 8 zurück reflektiert wurde. Das Ausfiltern derartiger Störungen erfolgt jedoch nur bis zu einer ersten Maximalgröße der Störungen. Diese Größe ist wie zuvor bei der Vorgehensweise von FIG 9 durch die Größe der ersten Filterkerne 14, 14' bestimmt.

Die Kontur des Geschirrs 5 und des Containers 6 ist damit vom Ansatz her bestimmt. Die exakte Kontur kann wie zuvor be stimmt werden. Derartige Vorgehensweisen sind Fachleuten all gemein bekannt.

Mittels der ersten mathematischen morphologischen Operation Ml werden hingegen wie zuvor noch keine Störungen ausgefil tert, bei denen der Laserstrahl 9 am Container 6 oder am Ge schirr 5 derart reflektiert wurde, dass er nicht direkt zum Laserscanner 8 zurück reflektiert wurde, sondern erst nach einer weiteren Reflexion oder Streuung an einem anderen Ob jekt zum Laserscanner 8 zurück reflektiert wurde.

Zur Unterdrückung derartiger Reflexionen und damit im Ergeb nis einer Unterdrückung einer Erkennung von weiteren Objekten innerhalb von durch die ermittelte Kontur definierten Berei chen unterzieht die Auswertungseinrichtung 11 das im Schritt S13 ermittelte Bild in einem Schritt S14 einer zweiten mathe matischen morphologischen Operation M2. Durch die zweite ma thematische morphologische Operation M2 werden die entspre chenden weiteren Objekte unterdrückt.

Die zweite mathematische morphologische Operation M2 kann - analog zur ersten mathematischen morphologischen Operation Ml - insbesondere aus zwei nacheinander ausgeführten Teilschrit ten bestehen. In diesem Fall ist - wie zuvor bei der ersten mathematischen morphologischen Operation Ml - der erste Teil schritt eine morphologische Dilatation oder eine morphologi sche Erosion und der zweite Teilschritt die inverse Operati- on . Im Unterschied zur ersten mathematischen morphologischen Operation Ml werden entsprechend der Darstellung in den FIG 18 und 19 jedoch zweite Filterkerne 15, 15' verwendet. Wei terhin ist die Reihenfolge der beiden Teilschritte invers zu der Reihenfolge der beiden Teilschritte der ersten mathemati schen morphologischen Operation Ml. FIG 19 zeigt rein bei spielhaft ein mögliches Ergebnis nach dem ersten Teilschritt der zweiten mathematischen morphologischen Operation M2, FIG 20 ein mögliches Ergebnis nach dem zweiten Teilschritt der zweiten mathematischen morphologischen Operation M2. Ersicht lich erfolgt durch die zweite mathematische morphologische Operation M2 eine weitere Glättung.

Die zweiten Filterkerne 15, 15' weisen untereinander eine einheitliche Größe auf. Sie können im Einzelfall dieselbe Größe aufweisen wie die ersten Filterkerne 14, 14'. Im Regel fall weisen die zweiten Filterkerne 15, 15' jedoch eine ande re Größe auf als die erste Filterkerne 14, 14'. Insbesondere können sie größer als die ersten Filterkerne 14, 14' sein.

Mittels der zweiten mathematischen morphologischen Operation M2 wird ebenso wie bei der Vorgehensweise gemäß FIG 9 die Er kennung von weiteren Objekten innerhalb von durch die ermit telte Kontur definierten Bereichen unterdrückt. Die Unterdrü ckung der weiteren Objekte erfolgt nur bis zu einer zweiten Maximalgröße der weiteren Objekte. Diese Größe ist durch die Größe der zweiten Filterkerne 15, 15' bestimmt.

Mittels der zweiten mathematischen morphologischen Operation M2 werden also diejenigen Störungen ausgefiltert, bei denen der Laserstrahl 9 am Container 6 oder am Geschirr 5 derart reflektiert wurde, dass er nicht direkt zum Laserscanner 8 zurück reflektiert wurde, sondern erst nach einer weiteren Reflexion oder Streuung an einem anderen Objekt zum La serscanner 8 zurück reflektiert wurde. Das nunmehrige Ergeb nis enthält somit nunmehr - zumindest in der Regel - insbe sondere keine fehlerhaft erkannten scheinbaren Objekte, die nur aufgrund von Reflexionen am Container 6 oder am Geschirr 5 entstanden sein können.

Aufgrund des Umstands, dass die Reihenfolge von Erosion und Dilatation im Rahmen der zweiten mathematischen morphologi schen Operation M2 invers zu der Reihenfolge von Erosion und Dilatation im Rahmen der ersten mathematischen morphologi schen Operation Ml ist, wirkt die zweite mathematische mor phologische Operation M2 jedoch im Ergebnis nur innerhalb der Kontur, die im Rahmen der ersten mathematischen morphologi schen Operation Ml ermittelt wurde.

Die Auswertungseinrichtung 11 übermittelt ihre Ergebnisse in einem Schritt S15 an die Steuereinrichtung 16 des Container krans. Der Schritt S15 korrespondiert mit dem Schritt S8 von FIG 9.

Es sind auch andere Vorgehensweisen möglich. Beispiele derar tiger Vorgehensweisen sind eine Vektorisierung oder eine Kan tendetektion, sogenannte Snakes, ein Region Labeling, eine Konturextraktion und andere mehr.

Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit fol genden Sachverhalt:

Ein Containerkran weist eine Laufkatze 4 auf, die auf einer Traverse 3 eines Portals 1 des Containerkrans verfahrbar ist. An der Laufkatze 4 sind ein Geschirr 5 zum Aufnehmen und Ab setzen eines Containers 6 sowie mindestens ein Laserscanner 8 angeordnet. Mittels des Laserscanners 8 wird ein Tiefenbild B erfasst, das als Funktion eines ersten und einen zweiten Win kels cx, ß jeweils den Abstand a von dem Laserscanner 8 mit tels eines Laserstrahls 9 erfassten Objektpunkten 10 angibt. Das erfasste Tiefenbild B wird ausgewertet, so dass anhand der Objektpunkte 10 Objekte erkannt werden und deren Orte er mittelt werden. Die Objekte umfassen das Geschirr 5 und/oder einen von dem Geschirr 5 aufgenommenen Container 6 und weite re Objekte 7, 12, 13. Anhand der erfassten Objektpunkte 10 wird die Kontur des Geschirrs 5 und/oder des von dem Geschirr 5 aufgenommenen Containers 6 ermittelt und eine Erkennung der weiteren Objekte 7, 12, 13 innerhalb von durch die ermittelte Kontur definierten Bereichen unterdrückt. Eine Steuereinrich tung 16 des Containerkrans berücksichtigt im Rahmen der Steu erung des Containerkrans die erkannten Objekte und deren Or te .

Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbeson dere führt sie in nahezu allen Fällen zu einer zuverlässigen Ermittlung des Geschirrs 5 und des Containers 6 und weiterhin zu einer nahezu vollständigen Unterdrückung von Reflexionen. Dies gilt sogar dann, wenn beispielsweise aufgrund von Regen oder Schneefall Störungen auftreten oder beispielsweise auf grund einer lackierten oder regennassen Containerwand ver stärkt Reflexionen auftreten. Manuelle Eingriffe durch eine Bedienperson sind kaum noch erforderlich. Eine Beschränkung des Messbereichs, auf Bereiche, in denen sich das Geschirr 5 und der Container 6 mit Sicherheit nicht befinden, kann ver mieden werden. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil der Bereich, in dem sich das Geschirr 5 und/oder der Container 6 befinden können, aufgrund eines möglicherweise auftretenden sogenannten Skews (d.h. eines Verdrehens des Ge schirrs 5 und/oder des Containers 6 um die Hochachse) relativ groß ist.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .