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Patent Searching and Data


Title:
TARGET DETECTION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/038791
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a target detection device for detecting the target area of a moving load carrier (34), comprising remote recognition means joined to said moving load carrier (34) to enable them to move together. The invention is characterized in that it has a combination of a) a first remote recognition system (210) with a line-scan camera (210) and b) a second remote recognition system (64) with a directional-beam emitting unit (64) which is configured such as to emit time-displaced, pulsed directional beams (80) in the direction of a detection area. The directional-beam emitting unit (64) is actively linked to a return-beam receiving unit which is assigned to the directional-beam emitting unit (64) in a known geometrical manner. The return-beam receiving unit is configured to receive return beams (88) corresponding to individual pulsed directional beams (80). The directional-beam emitting unit is further actively linked to travel-time measuring means so as to determine the travel-time of pulsed directional beams (80) from the time of emission to the time of reception, and is actively connected to calculating means which are configured to obtain, on the basis of the travel-times measured, data corresponding to a spatial image of at least part of the detection area.

Inventors:
TAX HANS (DE)
BAUER DIETER (DE)
HOESLER KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/000568
Publication Date:
August 05, 1999
Filing Date:
January 28, 1999
Export Citation:
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Assignee:
TAX TECHNICAL CONSULTANCY GMBH (DE)
TAX HANS (DE)
BAUER DIETER (DE)
HOESLER KLAUS (DE)
International Classes:
B66C13/46; (IPC1-7): B66C13/46
Domestic Patent References:
WO1997037926A11997-10-16
Foreign References:
EP0596330A11994-05-11
EP0668237A11995-08-23
EP0342655A21989-11-23
DE4416707A11995-11-16
Attorney, Agent or Firm:
Weickmann H. (Kopernikusstrasse 9 München, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Zieldetektionseinrichtung zum Detektieren des Zielorts eines beweg ten Lastträgers (34) umfassend mit dem bewegten Lastträger (34) zur gemeinsamen Bewegung verbundene Fernerkennungsmittel, gekennzeichnet durch die Kombination a) eines ersten Fernerkennungssystems (210) mit einer Zeilenka mera (210) und b) eines zweiten Fernerkennungssystems (64) mit einer Richt strahlAussendeeinheit (64), welche dazu ausgebildet ist, um zeitlich versetzte, gepulste Richtstrahlen (80) in Richtung auf einen Detektionsbereich auszusenden, diese Richtstrahl Aussendeeinheit (64) in Wirkverbindung mit einer Rück strahlungsEmpfängereinheit in bekannter geometrischer Zuordnung zu der RichtstrahlAussendeeinheit (64), wobei diese RückstrahlungsEmpfängereinheit dazu ausgebildet ist, die einzeinen gepulsten Richtstrahlen (80) entsprechende Rückstrahlung (88) zu empfangen, ferner in Wirkverbindung mit LaufzeitMeßmitteln, um die Laufzeit gepulster Richt strahlen (80) vom Zeitpunkt der Aussendung bis zum Zeit punkt des Empfangs zu bestimmen und ferner in Wirkverbin dung mit Berechnungsmitteln, welche dazu ausgebildet sind, um aufgrund der gemessenen Laufzeiten Daten entsprechend einer räumlichen Abbildung zumindest eines Teils des Detek tionsbereichs zu gewinnen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Fernerkennungssystem (210) und dem zweiten Fern erkennungssystem (64) ein Bildwiedergabesystem (211,212) zugeordnet ist, welches einem Beobachter die gleichzeitige Be obachtung je eines von den beiden Fernerkennungssystemen (210,64) gelieferten Bildes gestattet.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildwiedergabesystem (220) eine gemeinsame Bildfläche umfaßt, auf welcher je ein von dem ersten Fernerkennungssystem und von dem zweiten Fernerkennungssystem abgeleitetes Bild (42k, 42e) des jeweils beobachteten Detektionsbereichs erscheint.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildwiedergabesystem (211, 212) auf der Verwendung mindestens eines elektronenstrahlbeaufschlagten Bildschirms (211,212) beruht.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten (210) und dem zweiten (64) Fernerkennungssystem ein gemeinsamer elektronenstrahlbeaufschlagter Bildschirm (220) zu geordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten (210) und dem zweiten (64) Fernerkennungssystem je ein gesonderter elektronenstrahlbeaufschlagter Bildschirm (211,212) zugeordnet ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der beiden Fernerkennungssysteme (210,64) zoomgeeignet ausgebildet sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (210) und das zweite (64) Fernerkennungssystem zu einem synchronisierten Zoomen ausgebildet sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (210) und das zweite (64) Fernerkennungssystem zu einem voneinander unabhängigen Zoomen ausgebildet sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 19, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (210) und das zweite (64) Fernerkennungssystem annähernd auf jeweils ein und denselben Detektionsbereich gerichtet sind.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 19, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (210) und das zweite (64) Fernerkennungssystem auf unterschiedliche Detektionsbereiche gerichtet oder richtbar sind.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fernerkennungssystem (210) auf einen größeren Detektionsbereich und das zweite Fernerkennungssystem (64) auf einen kleineren, gewünschtenfalls in seiner Größe durch Zoomen einstellbaren Detektionsbereich gerichtet sind oder umgekehrt.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Fernerkennungssystem (64) auf einen variierenden Detektionsbereich innerhalb des Detektionsbereichs des ersten Fernerkennungssystems (210) einstellbar ist, welcher hinsichtlich seiner relativen Größe und seiner relativen Lage innerhalb des Detek tionsbereichs des ersten Fernerkennungssystems (64) einstellbar ist oder umgekehrt.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Größe und/oder Lage des dem zweiten Fernerkennungssystem (64) zugeordneten Detektionsbereichs in bezug auf den dem ersten Fernerkennungssystem (210) zugeord neten Detektionsbereich oder umgekehrt der mindestens eine Bildschirm (220) als ein Tastbildschirm (touchscreen) ausgebildet ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 114, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fernerkennungssystem (210) in mechanisch betriebs mäßig fester Lage zu dem zweiten Fernerkennungssystem (64) angebracht ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Lage und/oder Größe der Detektions bereiche der beiden Fernerkennungssysteme (210,64) relativ zueinander elektronische oder/und optische Beeinflussungsmittel vorgesehen sind.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 115, dadurch gekennzeichnet, daß das erste (210) und das zweite Fernerkennungssystem (64) relativ zueinander mechanisch verstellbar sind.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 117, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fernerkennungssystem (210) unabhängig von der jeweiligen Einstellung stets koaxial zur optischen Achse des zweiten Fernerkennungssystems (64) angeordnet ist.
Description:
Zieldetektionseinrichtung Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Zieldetektionseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Zieldetektionseinrichtung dieser Art ist beispielsweise bekannt aus der WO 97/37926. Wegen weiterer Informationen über die betrachteten Zieldetektionseinrichtungen wird verwiesen auf die EP 0 342 655 A2 und die DE 44 16 707 A1.

Die EP 0 342 655 A2 bechreibt eine auf Laufzeitmessung eines elektro- magnetischen Strahis, insbesondere eines Laserstrahls beruhende Detek- tionseinrichtung in Anwendung auf Schiffs-und Hafenkrananlagen, bei denen gefordert wird, einen an einer Laufkatze hängenden Container an <BR> <BR> <BR> einen bestimmten Zielort mit hoher Zielanfahrgeschwindigkeit zu verbringen.

Dabei sind sowohl Einzelheiten der Zielortbeobachtung als auch einer davon abgeleiteten Kransteuerung dargestellt.

In der DE 44 16 707 A1 sind weitere Einzelheiten über die Kransteuerung dargestellt und darüber hinaus eine Weiterbildung der Zieldetektionsein- richtung, welche auf der Aussendung eines Felds von Laserstrahlen beruht.

Aus der DE 44 16 707 AI, z. B. Spalte 25, Zeilen 14-25, ist es auch bekannt, Fernsehaugen zur Beobachtung eines Zielfeldes zu benutzen, also z. B. Fernsehkameras wie sie in Seite 184 des Nachschlagewerks"Wie funktioniert das ?-Die Technik im Leben von heute", Bibliografisches Institut Mannheim-Wien-Zürich, Meyers Lexikon Verlag, Bibliografisches Institut 1978, ISBN 3-411-01732-5, beschrieben ist.

Der Erfindung liegt die Aufabe zugrunde, eine Zieldetektionseinrichtung der eingangs bezeichneten Art nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahin weiterzubilden, daß eine noch bessere Zieldetektion möglich wird. Für den Anwendungsfall beim Anfahren von Zielen durch Lasten soll ggf. weiter erreicht werden, daß das Zielanfahren noch genauer-auch bei größerer Zielanfahrgeschwindigkeit-erfolgen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Kombination nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Zur Ausbildung des ersten Fernerkennungssystems wird auf die bereits zitierte Schriftt- umstelle aus dem Meyer-Nachschlagewerk, Seite 184, verwiesen. Zur Ausbildung des zweiten Fernerkennungssystem wird auf die oben bereits genannten Patentschriften verwiesen, nämlich WO 97/37926, EP 342 655 A2 und DE 44 16 707 A1.

Die erfindungsgemäße Kombination erlaubt es, die Vorteile beider Fern- erkennungssysteme miteinander zu vereinigen. Ein wesentlicher Vorteil des ersten Fernerkennungssystem ist es, daß auch flächige Strukturen im Detektionsbereich erkannt werden können, z. B. durch Oberflächenbeschich- tung mittels Farbe gewonnene Strukturen, und daß ohne großen Aufwand ein großer Detektionsbereich mit großem Auflösungsvermögen überschaut werden kann.

Ein wesentlicher Vorteil des zweiten Fernerkennungssystems (beruhend auf der Laufzeitmessung) ist es, daß unabhängig von Beleuchtungsverhältnis- sen, insbesondere Beleuchtungsschatten, räumliche Strukturen, z. B.

Einfahrschächte für Container oder räumlich gestaltete Containerbeschläge detektiert werden können.

Die erfindungsgemäße Zieldetektionseinrichtung ist anwendbar, gleichgültig, ob nach den gewonnenen elektrischen Daten eine optische Abbildung geschaffen werden soll, welche einem Bedienungsmann die Überwachung

und ggf. die Manipulation des zielanfahrenden Objekts erlaubt oder ob aufgrund dieser Daten eine von menschlicher Einwirkung unabhängige vollautomatische Steuerung erfolgen soll, wie sie z. B. in der DE 44 16 707 A1 im einzelnen beschrieben ist (beruhend auf Verlagerung eines zwischen einem Hubseilträger und einem Lastträger verlaufenden Seilelements eines Hubseilsystems in einem dem Hubseilträger nahen Bereich.

Die Ableitung von Steuerungsbefehlen aus dem zweiten Fernerkennungs- system zur unmittelbaren Bewegungssteuerung eines zieianfahrenden Objekts ist aus der EP 0 342 655 A2 und der DE 44 16 707 A1 bekannt.

Die Steuerung eines solchen Objekts mittels der in einer Zeilenkamera gewonnenen Daten ist ebenfalls bekannt und für den Fachmann ohne weiteres vorstellbar : Die elektrischen Impulse, die mittels einer Zeilen- kamera I. c. empfangen werden können und im Falle der Bilddarstellung auf einem Fernsehschirm zur Intensitätsmodulation des zeilenartig bewegten Elektronenstrahls verwendet werden, können nach entsprechender elektrischer Verarbeitung auch zur direkten Ansteuerung von Steuerungs- mitteln benutzt werden, welche der Bewegungssteuerung des zielanfahren- den Objektes dienen.

Wenn eine Beobachtung und ggf. eine zielsteuernde Manipulation eines Bedienungsmanns stattfinden soll, so kann nach dem Anspruch 2 vor- gegangen werden. Der Bedienungsmann hat dann zwei Bilder gleichzeitig vor sich, gewünschtenfalls nur eines ständig und das andere auf Abruf, und kann damit die oben erwähnten Vorteile beider Systeme sich zunutze machen.

Die Maßnahme des Anspruchs 3 beruht auf der Erkenntnis, daß der Bedienungsmann sich um so leichter tut, je näher die beiden Bilder nebeneinander liegen.

Die Maßnahme des Anspruchs 4 dient dem Ziele, herkömmliche elek- tronische Einrichtungen verwenden zu können. Selbstverständlich sollen andere Bilddarstellungssysteme aus dem Stand der Technik nicht ausge- schlossen sein. Auch soll der Begriff"Zeilenkamera"andere Fernbeob- achtungskameras mitumfassen, die aus der Fernsehtechnik bekannt sind.

Der Vorschlag des Anspruchs 5 dient wieder der Anordnung zweier Bilder in größtmöglicher Nähe oder in Überlagerung. Denkbar ist auch, durch das zweite Fernerkennungssystem etwaige Fehistellen infolge Beleuchtungs- schatten, die sich im Bild des ersten Fernerkennungssystem einstellen, zu korrigieren oder zu ergänzen. Dabei können auch solche Fehlstellen bei entsprechendem Rechnereinsatz erkannt und der Korrektur zugeführt werden. Der gemeinsame Bildschirm kann mit einem oder mehreren Elektronenstrahlsystemen ausgeführt sein.

Denkbar ist auch die Lösung nach Anspruch 6, die es gestattet, auf einfache handelsübliche Bildschirme zurückzugreifen.

Aus den Überlegungen heraus, die im einzelnen in der WO 97/37926 dargelegt sind, ist es vorteilhaft, mindestens eines der beiden Fernerken- nungssysteme zum Zoomen auszubilden. Zur Bedeutung des Begriffs "Zoomen"wird wieder auf Meyers Lexikon l. c. verwiesen, und zwar auf Seite 222 (Zoom-Objektive in Verbindung mit den auf Seite 184 erwähnten Objektiven von Fernsehkameras). Das Zoomen bei Fernerkennungssystemen mit Laufzeitmessung ist in der WO 97/37926 in mehreren Ausführungen im einzelnen dargestellt und beschrieben.

Das Zusammenspielen der beiden Fernerkennungssystemen nach dem Prinzip des Zoomens kann nach den Ansprüchen 8 und 9 erfolgen.

Will man das jeweils eine der beiden Fernerkennungssysteme als Ergänzung oder Korrekturhilfe für das jeweils andere benutzen, so wähit man die Möglichkeit des Anspruchs 10.

Will man das eine Fernerkennungssystem zur Gewinnung eines aligemeinen Überblicks und das andere zur Feinstrukturuntersuchung engerer Bereiche benutzen, so kann man auf den Vorschlag nach den Ansprüchen 11 und 12 zurückgreifen. Man kann beispielsweise einen Containerschacht auf einem Schiff durch die Zeilenkamera als ganzen beobachten und eine bestimmte Ecke mittels des zweiten, auf Laufzeitmessung beruhenden Fernerkennungs- systems. Hierzu wird insbesondere auch auf Anspruch 13 verwiesen.

Der Bedienungsmann kann beispielsweise durch Betasten des den größeren Detektionsbereich darstellenden Bildes auf dem Bildschirm den Ort des kleineren Detektionsbereichs wählen. Durch das Betasten wird dann das den kleineren Detektionsbereich erfassende Fernerkennungssystem nach Lage und Brennweite eingestellt.

Die Relativlage der darzustellenden Detektionsbereiche kann mit optischen oder elektronischen Mitteln eingestellt werden, beispielsweise nach Maßgabe des Betastens eines Tastbildschirms. Es ist aber auch denkbar, die beiden Fernerkennungssysteme relativ zueinander mechanisch verstellbar zu machen und die mechanische Relativverstellung nach Detektionsbereichs- größe und relativer Lage der Detektionsbereiche durch Einsatz von Servo- Motoren zu veranlassen, die die beiden Fernerkennungssysteme relativ zueinander bewegen.

Eine bevorzugte Relativpositionierung von erstem und zweitem Fern- erkennungssystem sieht vor, dat3 die Zeilenkamera im Bereich der"opti- schen Achse"eines beweglichen Systems von Laserstrahlen angeordnet ist, wie es beispielsweise in der WO 97/37926 und zwar dort in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungs- beispielen ; es stellen dar : Fig. 1 eine Krananlage mit erfindungsgemäßer Zieldetektionsein- richtung ; Fig. 2 als Detail zur Fig. 1 eine erfindungsgemäße Richtstrahl- Aussendeeinheit, schematisch dargestellt ; Fig. 3a und 3b eine erfindungsgemäße Ric¢tstrahl-Aussendeeinheit in verschiedenen Betriebszuständen ; Fig. 4 eine zielortkennzeichnende Eckstruktur eines Containers mit einem Eckbeschlag zum Einkuppeln eines Spreaders ; Fig. 5 ein Blockdiagramm zum Funktionsablauf eines Detektionsvor- gangs mittels Laufzeitmessung ; Fig. 6a, 6b, 6c und 7a, 7b, 7c eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung ; Fig. 8 eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung ; Fig. 9 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Scannens und Fig. 10 und 11 verschiedene Darstellungsmöglichkeiten dererfindungs- gemäßen Fernerkennung auf Bildschirmsystemen.

In Fig. 1 ist eine Hafenanlage gezeichnet mit einer Quai-Kante ; diese ist mit 10 bezeichnet und verläuft senkrecht zur Zeichenebene. Seitlich der Quai- Kante 10 erkennt man ein Hafenbecken 12, in dem ein Schiff 14 liegt. Das

Schiff 14 sei an der Quai-Kante vertaut und soll mit Containern beladen werden. Auf der linken Seite der Quai-Kante erkennt man eine Fahrfläche 15 des Hafengeldes. Auf dieser Fahrfläche 15 sind Schienen 16 verlegt, auf denen ein Kranbock oder Kranturm 18 fährt. Der Kranbock oder Kranturm 18 trägt einen Brückenträger 20. Dieser Brückenträger 20 erstreckt sich orthogonal zur Quai-Kante über das Schiff 14. An dem Brückenträger 20 ist eine Laufkatze 22 in Längsrichtung des Brückenträgers 20 durch Laufräder 24 verfahrbar. Der Transportantrieb der Laufkatze 22 longs des gesamten Brückenträgers 20 erfolgt durch ein Zugseil 26, das sich zwischen zwei Umlenkrollen 28 erstreckt und mit einem Antrieb versehen ist. Das Zugseil 26 ist mit dem Hubseilträger 22 bei 30 antriebs- mäßig verbunden, so daß durch Längsbewegung des unteren Trums des Zugseils 26 der Hubseilträger 22 über die ganze Länge des Brückenträgers 20 verfahren werden kann. An dem Hubseilträger hängt über ein Hubseilsy- stem 32 ein Lastträger in Form eines sogenannten Spreaders, der mit 34 bezeichnet ist. An dem Spreader 34 hängt ein Container 36, der einem Standplatz innerhalb des Schiffes 14 zugeführt werden soll. Man erkennt an dem Schiff 14 den Eingang 40 eines Containeraufnahmeschachts, in welchem eine Mehrzahl von Containern 36 übereinander gestapelt werden können. Der Containeraufnahmeschacht 42 bildet mit seinem oberen Eingang 40 eine Zielposition für den Container 36. Der Container 36 wurde von einem Containerstapel 44 im Bereich der Krananlage durch den Spreader 34 aufgenommen und von links nach rechts durch Bewegung der Laufkatze 22 in die in Fig. 1 gezeigte Position verfahren. Während dieser Verfahrbewegung wurde bereits durch entsprechende Steuerung der Bewegung des Zugseils 26 darauf hingewirkt, daß der Lastträger 34 ungefähr in Flucht mit dem Containerschachteingang 40 gelant. Weiterhin wurde bereits durch entsprechende Beschleunigungen und Verzögerungen des Zugseils 26 darauf hingewirkt, daß möglichst keine Schwin- gungsbewegungen des Lastträgers 34 parallel zu der Zeichenebene stattfinden oder, falls solche Schwingungsbewegungen bereits aufgetreten waren, diese Schwingungsbewegungen im wesentlichen unterdrückt

werden. Man hat also davon auszugehen, daß der Lastträger 34 mit dem Container 36 in der in Fig. 1 dargestellten Situation bereits annähernd in Flucht mit der Zielposition, d. h. mit dem Eingang 40 des Container- aufnahmeschachts 42, ist und im wesentlichen schwingungsfrei ist.

Dennoch ist der Lastträger 34 mit dem Container 36, wie in Fig. 1 übertrieben dargestellt, noch nicht in exakter Flucht zu dem Container- schachteingang 40, so daß weitere Korrekturbewegungen des Lastträgers 34 in horizontaler Richtung parallel zur Zeichenebene und unter Umständen auch senkrecht zur Zeichenebene notwendig sind, damit der Lastträger 34 mit dem Container 36 ohne Stillstand am Eingang 40 des Containerschachts 42 in den Letzteren im Verlauf seiner Senkbewegung abgesenkt werden kann.

Von zwei Hubseilzügen 50 des Hubseilsystems 32 gemäß Fig. 1 wird nun der in Fig. 1 links dargestellte Hubseilzug 50 detailliert bechrieben. Dieser Hubseiizug 50 läuft von einer an der Laufkatze 22 ortsfest und drehbar gelagerten Seiltrommel 52 über eine Seilumlenkrolle 54 an dem Spreader 34 zu einem Seilverankerungspunkt 56, der wiederum an der Laufkatze 22 angebracht ist. Man erkennt ohne weiteres, daß an dem Spreader 34 insgesamt vier solcher Hubseilzüge 50 angebracht sein können, die jeweils mit einer Umlenkrolle 54 zusammenwirken. Die Umlenkrollen 54 können in den vier Ecken eines rechteckig ausgebildeten Spreaders 34 angeordnet sein. Man erkennt, dal3 der Verankerungspunkt 56 des Hubseilzugs an einem Schlitte 58 liegt, welcher in horizontaler Richtung parallel zur Zeichenebene an der Laufkatze 22, d. h. am Rahmen der Laufkatze, verschiebbar geführt ist. Zur Verschiebung des Seilverankerungspunkts 56 mit dem Schlitte 58 ist ein hydraulisches Kraftgerät 60 vorgesehen, so daß der Verlauf des Seilelements 50'des Hubseilzugs 50 verändert werden kann. Es ist für den Sachkundigen technischer Mechanik ohne weiteres er- sichtlich, daß durch Verlagerung des Seilelements 50'aus der gezeichneten Stellung nach links eine Gleichgewichtsveränderung eintritt und daß durch diese Gleichgewichtsveränderung eine Kraft K auf den Lastträger 34

ausgeübt wird in der durch den Pfeil K dargestellten horizontalen Richtung parallel zur Zeichenebene. Es ist weiter zu erkennen, daß die Größe und Richtung dieser Kraft K durch den Bewegungsverlauf des Schlittens 58 beeinflußt werden kann. Weiter ist zu erkennen, daß die Größe der Kraft K von der Neigung des Seilelements 50'zu Beginn und am Ende seiner Verlagerung abhängig ist zusätzlich zu der Abhängigkeit von dem Bewe- gungsverlauf des Seilverankerungspunkts 56, der diesem durch das hydraulische Kraftgerät 60 erteilt wird.

Als Fazit kann man festhalten, daß durch die Verlagerung des Seilver- ankerungspunkts 56 gegenüber dem Hubseilträger, d. h. gegenüber der Laufkatze 22, die Größe der Kraft K bestimmt werden kann. Es ist weiter zu ersehen, daß zur Verlagerung des Seilverankerungspunkts 56 nur eine relativ geringe Masse in Bewegung gesetzt werden muß und daßjedenfahs die Hauptmasse der Laufkatze 22 nicht bewegt werden muß, um den Seilverankerungspunkt 56 zur Erzeugung der Kraft K zu verlagern.

Man erkennt in Fig. 1, daß die in ihrer Entstehungsgeschichte beschriebene Kraft K als Korrekturkraft benutzt werden kann, um den Lastträger 34 und den von ihm getragenen Container 36 in Fluchtstellung gegenüber der Zielposition 40 zu bringen, die durch den Eingang des Containeraufnahme- schachts 42 bestimmt ist. Man muß nun bedenken, daß der Lastträger 34 im Zeitpunkt, welcher durch die Fig. 1 dargestellt ist, eine Senkgeschwindig- keit vs und möglicherweise auch eine Horizontalgeschwindigkeit vh besitzt, möglicherweise auch eine Beschleunigung in Richtung des die Horizontalge- schwindigkeit darstellenden Pfeils Vh. Weiter muß man berücksichtigen, daß der Lastträger 34 und der Container 36 möglicherweise einer Windkraft W unterliegen.

Man erkennt weiter, daß der Container 36 mit seinem unteren Ende noch einen Abstand Ah in vertikaler Richtung gegenüber der Zielposition 40 besitzt und daß ferner der Lastträger 34 mit dem Container 36 um die

Strecke Ax entlang der Koordinatenachse x gegenüber der Zielposition 40<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> versetzt ist. Die vorstehend beschriebenen Zustandsgrößen Ah, Ax, Vs, Vh, W und die Masse M sowie ferner die Neigung des Seilelements 50'sind dafür verantwortlich, welche Position der Lastträger 34 und der Container 36 bei unkorrigiertem weiterem Absenkverlauf relativ zu der Zielposition 40 einnehmen, wenn eine Korrektur des Zielpositionsannäherungswegs nicht vorgenommen wird. Diese Zustandsgrößen sind deshalb auch verantwortlich für die notwendige Größe und Richtung einer Korrekturkraft K, die man, wie vorstehend beschrieben, erzeugen mut3, wenn man erreichen will, daß der Container dann, wenn er mit seinem Boden auf dem Niveau D des Schiffes 14 ankommt, tatsächlich in die Zielposition 40 trifft und in den Container- aufnahmeschacht 42 ohne Stopp einfahren kann.

Um die Werte Ah und Ax bestimmen zu können, ist an dem Lastträger 34 eine ausrückbare Zieldetektionseinrichtung 64 angebracht. Die Zieldetek- tionseinrichtung 64 ist um einen Schwenkpunkt 70 schwenkbar.

Eine charakteristische Struktur des Containerschachteingangs 40, d. h. des Zielorts, ist der Eckwinkel 72 des Containerschachteingangs 40. Es ist ohne weiteres vorstellbar, daß die Lage des Spreaders 34 bei Eintritt des Containers 36 in den Containerschacht 42 so ist, daß zwei diagonal einander gegenüberliegende Ecken des Containers 36 in vertikaler Flucht zu zwei einander diagonal gegenüberliegenden Ecken des Containerschachts 42 sind. Man muß also dafür sorgen, daß spätestens zum Zeitpunkt des Eintritts des Containers 36 in den Containerschacht 42 diese Fluchtstellung erreicht ist. Um diese Fluchtstellung zu erreichen, muß-wie bereits angedeutet-u. a. die Höhe Ah gemessen werden, daneben aber auch die Horizontalabweichung Ax und ggf. auch eine Horizontalabweichung in Richtung der Achse y.

Auch wenn die Grobeinstellung des Spreaders und des Containers 34 bzw.

36 beispielsweise durch Vorgabe eines Adressensignals bezüglich des zu

wählenden Containerschachts 42 bereits hergestellt ist wenn der Spreader 34 mit dem Container 36 in den Bereich des Containerschachts 42 gelant, so kann durchaus die Notwendigkeit sich ergeben, daß die Zieldetektionsein- richtung 64 zunächst einmal den Eckwinkel 72 als eine charakteristische Struktur des Zielorts, d. h. des Containerschachteingangs 40 ermitteln muß.

Hierzu ist die Zieldetektionseinrichtung 64, wie aus Fig. 2,3a und 3b zu ersehen, ausgebildet.

In Fig. 2 erkennt man, daß die Zieldetektionseinrichtung 64 einen Rahmen 74 umfaßt, den man auch als Richtstrahl-Aussendeeinheit bezeichnen kann.

In diesem Rahmen ist eine Vielzahl von Laserstrahlern 76 über ein etwa rechteckiges Feld 78 verteilt angeordnet, so daß sämtliche Laserstrahler 76 Richtstrahlen 80 in Form eines vertikal abwärts verlaufenden Richtstrahlen- bündels 82 aussenden. Der Rahmen 74 ist in dem Schwenkpunkt 70 s. iwenkbar gelagert, und zwar sowohl um eine zur Zeichnungsebene orthogonale Schwenkachse als auch um eine zur Zeichenebene parallele horizontale Schwenkachse.

Durch Schwenken des Rahmens 74 um die beiden Schwenkachsen kann man erreichen, daß das parallele Strahlenbündel 82 annähernd auf einen Eckwinkelbereich 72 fällt. Verständticherweise sind die Abmessungen des Rahmens 74 und die Zahl der Laserstrahler 76 beschränkt einmal im Hinblick auf die räumliche Unterbringung des Rahmens 74 im Bereich des Spreaders 34 und zum anderen im Hinblick auf die mit der Anzahl der Laserstrahler 76 ansteigenden Kosten. Um dennoch insbesondere bei großer Höhe des Spreaders 34 über dem Niveau D durch das Richtstrahlbündel 82 einen Eckbereich 72 mit seinen charakteristischen Merkmalen erfassen zu können, müßte der Rahmen 74 eine praktisch kaum akzeptable Größe mit einer entsprechenden Anzahl von Laserstrahlern 76 annehmen. Aus diesem Grunde sind die Laserstrahler 76-wie in Fig. 3a dargestellt-divergierend angeordnet. Zufolge dieser divergierenden Anordnung der Laserstrahler 76 kann bei geringer Gruge des Rahmens 74 und verhältnismäßig geringer

Anzahl von Laserstrahlern 76 gerade bei großer Höhe des Spreaders 34 über dem Schiffsniveau D ein großer Detektionsbereich erfaßt werden, der zum einen eine hohe Wahrscheinlichkeit bietet, den Eckwinkel 72 rasch zu identifizieren und in den Detektionsbereich vollständig aufzunehmen. Auf diese Weise ist es dann möglich, durch die Laserstrahler 76 ein ungefähres Bild des Eckwinkelbereichs 72 zu erhalten.

Hier ist es nun zunächst einmal erforderlich, die Wirkung der Zieldetektions- einrichtung 64 kurz zu beschreiben. Die Laserstrahler 76 sind mit einer gemeinsamen Zündeinrichtung 84 verbunden, die es erlaubt, die Laser- strahler 76 zeitlich nacheinander zu zünden, so daß jeder der Laserstrahler 76 in kurzen Zeitabständen einen gepulsten Richtstrahl 80 aussendet. Die nacheinander ausgesandten gepulsten Richtstrahlen 80 werden, sofern der Rahmen 74 auf einen Eckwinkelbereich 72 hin ausgerichtet ist, in dem Eckwinkelbereich teilweise auf dem Niveau D der Schiffsoberfläche reflektiert, teilweise am nicht eingezeichneten Boden des Container- aufnahmeschachts 42 oder an der Oberfläche eines dort befindlichen Containers. Die einzelnen unter Streuung reflektierten Richtstrahlen treffen als Streurückstrahlung 88 auf die Rückstrahlungsempfängereinheit 86 auf.

Die Laufzeit des Richtstrahis 88 bzw. der Streurückstrahlung 88 von dem Laserstrahler 76 zu der Rückstrahlungsempfängereinheit 86 wird elektro- nisch für jeden einzelnen der nacheinander gezündeten Richtstrahlen gemessen. Diese Laufzeitmessung erlaubt es, für einzelne nacheinander ausgesandte Richtstrahlen 80 je nach Laufzeit zu entscheiden, ob diese auf der Fläche D oder in der Tiefe des Containerschachts 42 reflektiert worden sind. Wenn man nun den Ort und die Orientierung der Laserstrahler 76 und damit der Richtstrahlen 80 kennt, und wenn man ferner die Höhe der Zieldetektionseinheit 64 beispielsweise aus den jeweils kürzeren Laufzeiten kennt, so kann man aus der Kenntnis dieser Größen durch einfache trigonometrische Rechenoperationen die Auftreffpunkte oder Auftreffberei- che der Richtstrahlen 80 in der Ebene D bestimmen, und zwar bezogen auf ein spreaderfestes Koordinatensystem. Hat man nun festgestellt, daß zwei

benachbarte Richtstrahlen 80 unterschiedliche Laufzeit haben und erkennt man die Koordinaten der Auftreffpunkte dieser benachbarten Richtstrahlen 80 auf die Ebene D, so erfährt man aus der Tatsache der unterschiedlichen Laufzeit, daß zwischen diesen Auftreffpunkten der Richtstrahlen 80 ein Niveausprung vorliegen muß und hat damit den Ort einer Kante des Eck- winkels 72 eingegabeit.

Durch eine Vielzahl solcher Operationen äßt sich der Verlauf des Eckwinkel- bereichs 72 in bezug auf das spreaderfeste Koordinatensystem feststellen und damit die Lage des Spreaders 34 bzw. des Containers 36 relativ zu diesem Eckwinkelbereich 72. Wenn man nun auf diese Weise die Position von zwei einander diagona ! gegenüber hegende Ecken des Spreaders 34 oder des Containers 36 bezüglich zugehöriger Eckwinkelbereiche 72 da- tenmäßig festgelegt hat, so kann man aufgrund dieser Daten entweder eine Abbildung der Lage des Spreaders 34 oder Containers 36 gegenüber den Eckwinkelbereichen 72 auf einem Bildschirm erzeugen, so daß eine Bedienungsperson aus Kenntnis der Relativposition von Spreader 34 und Container 36 einerseits und Eckwinkelbereichen 72 andererseits Lagekorrek- turimpulse an die Kraftgeräte 60 geben kann. Alternativ kann man die gewonnenen Daten bezüglich der Relativposition des Spreaders 34 und Containers 36 gegenüber den Eckwinkelbereichen 72 auch dazu benutzen, um unmittelbar Steuersignale für die Betätigung der Kraftgeräte 60 zu erzeugen derart, daß diese auf dem Restabsenkweg Ah eine Korrektur des Zielwegs des Spreaders 34 und Containers 36 herbeiführen, die zum Eintauchen des Spreaders 34 bzw. Containers 36 in den Containerauf- nahmeschacht 42 im weiteren Absenkvorgang führt.

Der Abstand benachbarter Auftreffpunkte der Richtstrahlen 80 ist ver- antwortlich für die Abbildungsgenauigkeit der Eckwinkelbereiche 72. Die Divergenz des Strahlenbündels 82 der Richtstrahien 80, die als wertvoll für die Erhaltung eines großen Detektionsbereichs erklärt worden war, erweist sich deshalb für die Ermittlung eines präzisen Bildes der Eckwinkelbereiche

72 als nachteilig, da sie zu großen Abständen der Auftreffpunkte benach- barter Richtstrahlen 80 führt. Aus diesem Grunde ist vorgesehen, daß die Orientierung der Laserstrahler 76, welche gemäß Fig. 3a ein nach unten divergierendes Richtstrahlbündel ergeben, geändert werden kann in Richtung auf den Zustand von Fig. 3b, wo die Laserstrahler 76 und die nach unten austretenden Richtstrahlen 80 konvergieren. Auf diese Weise wird der Abstand der Auftreffpunkte der Richtstrahlen 80 auf der Ebene D bei gleichzeitiger Verkleinerung des Detektionsbereichs kleiner, so daß ein präzises Bild der Eckwinkel 72 erhalten wird. Man kann auch sagen"das Auflösungsvermögen wird verbessert".

Die Ermittlung der Abbildung erfolgt in dem Zustand gemäß Fig. 3b genauso wie vorher für den Zustand der Fig. 3a beschrieben.

Es ist beispielsweise möglich, in einer bestimmten Höhe des Spreaders 34 und des Containers 36 zunächst die Laserstrahler in der gegenseitigen Orientierung gemäß Fig. 3a zu verwenden, um ein grobes Bild der Umge- bung des Containerschachteingangs zu ermitteln und dabei die für den Zielort charakteristischen Eckwinkelbereiche 72 zu identifizieren. Sind diese einmal identifiziert, so kann man durch Übergang zu dem Zustand gemäß Fig. 3b das Auflösungsvermögen erhöhen mit der Folge, daß ein scharfes Bild der Eckwinkelbereiche 72 erhalten wird, das scharf genug ist, um die notwendigen Lagekorrekturen des Spreaders 34 bzw. Containers 36 durchzuführen. Stellt man fest, daß bei der anfänglichen Zielbeobachtung mit der Anordnung der Laserstrahler 76 gemäß Fig. 3a der interessierende Eckwinkelbereich 72 am Rande des durch die Auftreffpunkte der Richt- strahlen 80 auf die Ebene D definierten Detektionsbereichs liegt, so kann man vor Durchführung des Übergangs von der Winkeleinstellung der Laserstrahler 76 gemäß Fig. 3a zur Winkeleinstellung gemäß Fig. 3b eine Schwenkbewegung des Rahmens 74 im Schwenkpunkt 70 vornehmen, so daß die Zentralachse ZA der von den Laserstrahlern 76 gebildeten Richtstrahl-Aussendeeinheit in den Eckwinkelbereich 72 fällt. Dann ist er-

reicht, daß auch nach erfolgtem Übergang zum Zustand gemäß Fig. 3b der Eckwinkelbereich 72 voll in dem durch die Auftreffpunkte der Richtstrahlen 80 definierten Detektionsbereich liegt.

Die Laserstrahler 76 sind gemäß den Fig. 3a und 3b stabförmig ausgebildet. Die stabförmigen Laserstrahler 76 sind an ihren unteren Enden mit Kardangelenkköpfen 90 in sphärischen Lageröffnungen 92 einer Grundplatte 94 gelagert. Die in Richtung parallel zur Zeichenebene und in Richtung orthogonal zur Zeichenebene einander benachbarten Lageröffnungen 92 haben untereinander gleiche Abstände a. Nahe ihren oberen Enden durch- dringen die stabförmigen Laserstrahler eine Elastomerplatte 96 in Durch- trittsöffnungen 98, die in Richtung parallel zur Zeichenebene und in Richtung orthogonal zur Zeichenebene wiederum gleiche Abstände a' haben. Die Elastomerplatte 96 ist in Richtung parailel zur Zeichenebene durch zwei einander gegenüberliegende Randangriffsleisten 100 belastbar, so daß sie durch Annäherung dieser Randangriffsleisten 100 unter Krafteinwirkung von dem Zustand gemäß Fig. 3b in den Zustand gemäß Fig.

3a überführt werden kann. Entsprechende Randangriffsleisten 100 sind auch an den zur Zeichenebene parallelen Kantflächen der Elastomerplatte 96 vorgesehen.

Es ist natürlich auch möglich, die Randangriffsleisten 100 Zugkräften zu unterwerfen, so daß man von einem Ausgangszustand gemäß Fig. 3a durch Zugkrafteinwirkung in den Zustand gemäß Fig. 3b kommen kann. In diesem Fall kann die Elastomerplatte 96 auch als relativ dünne Folie ausgebildet sein, so daß keine Faltungs-oder Knickgefahr besteht.

Zur Eichung der Zieldetektionseinrichtung kann man die Elastomerplatte 96 einer Vielzahl von unterschiedlichen Belastungszuständen unterwerfen, deren jeder einer bestimmten Orientierung der Laserstrahler 76 entspricht. Wenn man nun für jeden dieser Belastungszustände die Orientierung der Laserstrahler 76 ermittelt, so stehen für jeden Zustand der Elastomerplatte

96 entsprechende Orientierungsdaten für die einzelnen Laserstrahler 76 zur Verfügung. Diese Orientierungsdaten können in einem Datenspeicher in Zuordnung zu den jeweiligen Belastungswerten gespeichert werden, so daß durch Eingabe der jeweiligen Belastungswerte die Orientierungsdaten aus dem Speicher leicht abgerufen werden können, wenn sie benötigt werden, um die Ortskoordinaten der Auftreffpunkte der Richtstrahlen 80 auf der Ebene D zu bestimmen.

Es ist ohne weiteres zu ersehen, daß man mit Hilfe der bisher beschriebenen Mittel auch andere zielortkennzeichnende Strukturen identifzieren und in ihrer Lage bezüglich eines spreaderfesten Koordinatensystems bestimmen kann. Es wird beispielsweise verwiesen auf Fig. 4, wo die Ecke eines Containers 36 dargestellt ist. An dieser Ecke ist ein Eckbeschlag 102 zu er- kennen. Dieser Eckbeschlag 102 weist eine hinterschnittene Öffnung zur Ankupplung von Kupplungselementen des Spreaders 34 auf. Die hinter- schnittene Öffnung ist mit 104 bezeichnet. Ihre Kontur ist durch Orts- bestimmung einander benachbarter Auftreffpunkte von Richtstrahlen erkennbar, die unterschiedliche Laufzeiten entsprechend der Niveaudifferenz innerhalb und außerhalb des Lochbereichs haben.

Wenn, wie dargestellt, die von der Gesamtheit der Laserstrahler 76 gebildete Richtstrahl-Aussendeeinheit im Gelenkpunkt 70 einachsig oder zweiachsig schwenkbar gelagert ist, so ist es zur Bestimmung der Ortskoordinaten der Auftreffpunkte der Richtstrahlen auf der Ebene D auch notwendig, die Schwenkwinkelwerte im Schwenkpunkt 70 etwa durch Goniometer-Einheiten zu ermitteln und die in den Goniometer-Einheiten ermittelten Meßwerte bei der Berechnung der Ortskoordinaten der Auftreff- punkte der Richtstrahlen 76 auf der Ebene D zu berücksichtigen.

Nach der Erfindung ist es möglich, mit zunehmender Annäherung des Spreaders 34 bzw. der Last 36 an die Ebene D kontinuierlich oder stufen- weise von der divergenten Orientierung der Laserstrahler 76 gemäß Fig. 3a

zu einer Parallelbündelung oder der konvergenten Orientierung gemmas Fig.

3b überzugehen, um dadurch das"Auflösevermögen"zu verbessern.

In Fig. 5 erkennt man wieder die Laserstrahler 76 in Zuordnung zu der Deckfläche D. Die Laserstrahler 76 werden von der Zündeinheit 84 nacheinander gezündet ; eine Zündung findet jeweils dann statt, wenn von einem Computer 106 ein Startsignal 108 an die Zündeinheit 84 gegeben wird. Die von den Laserstrahlern 76 ausgehenden gepulsten Richtstrahlen 80 gelangen nacheinander zu der Rückstrahlungsempfängereinheit 86. Die Laufzeiten der einzelnen Richtstrahlen 80 werden nacheinander in der Lauf- zeitmeßeinrichtung 110 gemessen, welche von der Zündeinheit 84 jeweils den Startzeitpunkt eines gepulsten Laserstrahls 80 und von der Rück- strahlungsempfängereinheit 86 den Empfangszeitpunkt der rückgestreuten Laserstrahlung 88 mitgeteilt bekommt. Die Ergebnisse der Laufzeitmessun- gen werden in einer der Zündung der Laserstrahler 76 entsprechenden Reihenfolge über eine Leitung 112 an den Rechner 106 mitgeteilt. Der Rechner 106 ist mit einem Datenspeicher 114 versehen, in welchem zu jedem Laserstrahler 76 die Ortskoordinaten innerhalb des Rahmens 74 und die Orientierungsdaten für jeden Belastungszustand der Elastomerplatte 96 eingespeichert sind. Ferner ist der Rechner 106 mit Goniometereinheiten 116 und 118 verbunden, die an den Rechner 106 die jeweiligen Winkelein- stellungen des Rahmens 74 um den Schwenkpunkt 70 in bezug auf das spreaderfeste Koordinatensystem liefern. Der Rechner 106 legt die Belastungszustände der Elastomerplatte 96 fest und gibt hierzu über eine Leitung 120 Belastungseinstellsignale an ein auf die Leisten 100 ein- wirkendes Kraftgerät 122. Von dem Kraftgerät 122 gelangt ein den jeweiligen Belastungszustand identifizierendes Signal über eine Leitung 124 an den Speicher 114, so daß von dem Speicher 114 jeweils diejenigen Orientierungsdaten bezüglich der Laserstrahler 76 über die Leitung 126 an den Rechner 106 gelangen, die dem eingestellten Belastungszustand an der Elastomerplatte 96 entsprechen. Außerdem gelangen von dem Speicher 114 über eine Leitung 128 die Ortsdaten der Laserstrahler 76 an den Rechner

106, d. h. diejenigen Daten, welche die Lage der Kugelgelenkköpfe 90 in der Grundplatte 94 definieren. Aus den dem Rechner 106 zugeführten Daten lassen sich Bildschirm-Ansteuerungssignale gewinnen, welche ein räumliches Bild des jeweiligen Detektionsbereichs auf einem Bildschirm 130 erzeugen.

Alternativ oder zusätzlich können von dem Rechner 106 über eine Leitung 132 auch Signale an das Kraftgerät 60 (Fig. 1) gegeben werden, welche unter Berücksichtigung der Parameter vs, M, Ax und Ah die notwendige Korrekturkraft des Kraftgeräts 60 bestimmen.

Es wurde darauf hingewiesen, daß die gepulsten Richtstrahlen 80 in zeitlicher Versetzung nacheinander ausgesandt werden. Die Gesamtzeit zwischen der Zündung eines ersten der Laserstrahler 76 und der Zündung des letzten Laserstrahlers sei als die Detektionszeit bezeichnet. Diese Detektionszeit ist so kurz bemessen, daß unter Berücksichtigung der zu erwartenden Bewegungsvorgänge des Spreaders 34 und des Schiffes 14 die Relativposition zwischen Spreader und Schiff während der Detektionszeit im wesentlichen unverändert bleibt.

Es ist auch noch einmal darauf hinzuweisen, daß dann, wenn von einem Richtstrahl gesprochen wird, der Begriff"Richtstrahl"im Sinne der Erfindung auch eine Mehrzahl von aufeinander folgenden Richtstrahlen gleicher geometrischer Zuordnung zu dem spreaderfesten Koordinatensystem bedeuten kann. Durch die Verwendung einer solchen Folge von Richt- strahlen, die auf den gleichen Auftreffpunkt an der Deckfläche D treffen, wird erreicht, daß man eine Vielzahl von Laufzeitmessungen zur Verfügung hat, um durch Mittelwertbildung einen möglichst genauen Wert der Laufzeit zu erhalten.

In den Fig. 6a, 6b, 6c und 7a, 7b, 7c ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zieldetektionseinrichtung dargestellt. In Fig. 6a

und 7a erkennt man die Zieldetektionseinrichtung 64a in verschiedenen Betriebszuständen.

Die Zieldetektionseinheit 64a umfaßt einen einzigen Laserstrahler 76a, der einen Grundstrahl 77a gegen einen Schwenkspiegel 134a richtet. Der Schwenkspiegel 134a ist um eine Schwenkachse 136a in Richtung des Schwenkpfeils 138a schwenkbar. In Fig. 6a ist die Mittelstellung des Schwenkspiegels 134a eingezeichnet, und die laufende Winkelkoordinate des Schwenkwegs ist mit a bezeichnet. In der Laserstrahlquelle 76a werden nacheinander gepulste Grundstrahlen 77a gezündet, welche infolge der während der Zündfolge sich ändernden Einstellung des Schwenkspiegels 1 34a ein nach unten divergierendes Bündel von Richtstrahlen 80a ergeben, die nacheinander auf die Deckfläche D auftreffen und dabei den Detektions- bereich DB6 beschreiben.

Man kann natürlich auch ein räumliches Bündel von Richtstrahlen 80a erzeugen, indem man den Spiegel zusätzlich mit einer Schwenkwelle 140a in Richtung des Schwenkpfeils 142a oszillierend rotieren lafßt. Im folgenden wird nur der ebene Fall betrachtet.

Die Divergenz des Strahlenbündels der Richtstrahlen 80a ist durch den Zentriwinkel y6 bezeichnet. Dies ist der Winkel zwischen den beiden Richtstrahlen 80a, die jeweils bei Maximalausschlag a des Schwenkspiegels 134a in der einen bzw. anderen Richtung entstehen.

Die zwischen den beiden äußersten Richtstrahlen 80a liegenden weiteren Richtstrahlen sind nicht eingezeichnet ; lediglich der Zentralstrahl 80a ist eingezeichnet.

Jeder der Richtstrahlen ist in seiner Orientierung bestimmt durch den augenblicklichen Winkelwert a. Der Verlauf des Winkelwerts a in Ab- hängigkeit von der Zeit ist in Fig. 6b dargestellt. Die äußersten Strahlen 80a

des Richtstrahlenbündels gemäß Fig. 6a entstehen dann, wenn der Winkelausschlag a des Schwenkspiegels 134a den Wert amax6 + bzw. amax6- erreicht.

Während in Fig. 6a ein relativ weitwinkeliges Bündel von Richtstrahlen 80a mit dem Zentriwinkel y6 entsteht, wird nach Fig. 7a ein sehr viel engeres Bündel von Richtstrahlen 80a mit dem Zentriwinkel y7 erreicht. Der Fig. 6a entspricht ein großer Detektionsbereich DB6, und der Fig. 7a entspricht ein kleiner Detektionsbereich DB7. Der Betriebszustand von Fig. 6a entspricht deshalb etwa dem Aufsuchen einer Zielstruktur, während der Zustand gemäß Fig. 7a der näheren Untersuchung der Feinstruktur einer Zielstruktur dient.

Der Unterschied der Betriebszustände von Fig. 6a und Fig. 7a beruht darauf, daß der etwa einer Sinuslinie entsprechende Bewegungsablauf der Schwenkbewegung des Schwenkspiegels 134a gemäß Fig. 6b eine größere Amplitude amax6 und gemäß Fig. 7b eine kleinere Amplitude amax7 besitzt.

Es ist also durch einfache Amplitudenänderung des periodischen Schwenk- verlaufs a möglich, unterschiedliche Öffnungsweiten der Bündel von Richt- strahlen 80a und damit unterschiedliche Detektionsbereiche zu erhalten.

In den Fig. 6c und 7c ist angedeutet, daß im Falle einer schrittweisen Schwenkbewegung des Schwenkspiegels 134a bei Übergang von der großen Amplitude amax6 zur kleinen Amplitude amax7 auch die Schritt- größe der jeweiligen Schwenkwinkeländerung a verkleinert werden muß.

In der Ausführungsform nach Fig. 8 sind analoge Bauteile einer Richtstrahl- Aussendeeinheit 64b mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in der Ausführungsform nach Fig. 3a und 3b, jedoch ergänzt durch den Zusatz b.

Man erkennt einen Rahmen 74b, in dem stabförmige Laserstrahler 76b mittels Kardangelenkköpfen 90b in sphärischen Lageröffnungen 92b einer

Grundplatte 94b gelagert sind. Die stabförmigen Laserstrahler 76b sind an ihren oberen Enden mit teilsphärischen Steuerköpfen 150b ausgeführt.

Diese Steuerköpfe 150b greifen in Steuerbohrungen 1 52b eines als Steuer- flächenträger dienenden Steuerkolbens 154b ein, welcher in dem Rahmen 74b in Richtung des Doppelpfeils 156b verschiebbar ist. Die Steuer- bohrungen 1 52b sind auf konzentrischen Kreisen um die Zentralachse ZA angeordnet und derart schräggestellt, daß bei einer Verschiebung des Steuerkolbens 1 54b in Richtung des Doppelpfeils 1 56b eine Veränderung der Winkel zwischen den Laserstrahlern 76b eintritt, ähnlich der Winkelver- änderung, die bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3a und 3b durch die elastische Deformation der Elastomerplatte 96 eintritt.

Durch einen Doppeldrehpfeil 158b ist angedeutet, daß die Zieldetektionsein- richtung 64b auch als ganze verschwenkt werden kann. Diese Verschwenk- barkeit entspricht, bezogen auf Fig. 1, einer Verschwenkung um den Schwenkpunkt 70. Auf diese Weise kann zum einen eine Schwenkbewe- gung des Rahmens 74b vorgenommen werden, so daß die Zentralachse ZA der von den Laserstrahlern 76b gebildeten Richtstrahl-Aussendeeinheit 64b in den Eckwinkelbereich 72 fällt. Darüber hinaus besteht folgende Möglich- keit : Man kann in einer bestimmten Winkelanordnung der Laserstrahler 76b zueinander entsprechend einer bestimmten Achslage des Steuerkolbens 154b gegenüber dem Rahmen 74b die Zieldetektionseinrichtung 64b einer Scanbewegung kleiner Winkelamplitude in Richtung des Doppeldrehpfeils 158b unterwerfen, so daß ohne Veränderung der relativen Winkellage der Laserstrahler 76b ein Bündel von Laserstrahlern 76b und damit die von diesen ausgehenden Richtstrahlen 80b eine synchronisierte Scanbewegung gegenüber einer zu beobachtenden Kante 72b nach Fig. 9 eines Eckwinkels 72 (siehe Fig. 1) ausführen.

In Fig. 9 erkennt man in voller Linie gezeichnet zwei einander unmittelbar benachbarte Richtstrahlen 80b in einer ersten Zeit-und damit Winkelphase der Scanbewegung, und mit gestrichelter Linie dargestellt die Richtstrahlen

80b'in einer zweiten anschließenden Zeit-und damit Winkelphase der Scanbewegung in Richtung des Doppeldrehpfeils 158b.

Man wird die Winkel zwischen den Richtstrahlen 80b einerseits und den Richtstrahlen 80b'andererseits kleiner machen als die Winkel zwischen aufeinander folgenden Richtstrahlen 80b. Man kann auch im Verlauf einer Scanbewegung in mehr als zwei Zeit-und Ortsphasen Laufzeitmessungen vornehmen und jeder dieser Laufzeitmessungen wiederum die Ortskoor- dinaten zuordnen, die in verschiedenen Phasen der Scanbewegung für benachbarte Richtstrahlen gelten. Wenn man dann für jeden der Richtstrah- len 80b bzw. 80b'den geometrischen Ort der Richtstrahlen kennt, so erfährt man für eine Gruppe von aufeinander folgenden Richtstrahipaa- rungen jeweils, ob die Kante 72b schon eingegabelt ist, noch eingegabeit ist oder nicht mehr eingegabelt ist. Auf diese Weise faßt sich wiederum durch Laufzeitmessungen in Verbindung mitden zugehörigen geometrischen Lagedaten der Richtstrahlen die Lage der Kante 72b mit erhöhter Genau- igkeit ermitteln, ohne daß die Zahl der Laserstrahler 76b erhöht werden muß. Diese Scantechnik ist auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungs- formen anwendbar ; beispielsweise kann man in Fig. 3a und 3b der Zieldetektionseinrichtung 64 Scanbewegungen in Richtung der Doppelpfeile 65 und 67 überlagern, indem man etwa in Richtung des Doppelpfeils 65 die Zusatzantriebseinrichtung 69 und eine entsprechende nicht dargestellte Zusatzantriebseinrichtung in Richtung des Doppelpfeils 67 wirken äßt.

Diese Zusatzantriebseinrichtungen können dann eine scannende Schwenk- bewegung um den Schwenkpunkt 70 gemäß Fig. 1 erzeugen ; alternativ ist es auch denkbar, zur Erzeugung der scannenden Schwenkbewegung die Randangriffsleisten 100 unter Beibehaltung ihres Abstands P voneinander gemeinsam einer Hin-und Herbewegung in Richtung der Doppelpfeile 101 zu unterwerfen, wobei während dieser Scanbewegung der Verformungs- zustand der Platte 96 im wesentlichen unverändert bleibt, so daß die Winkel zwischen den Laserstrahlern 76 unverändert bleiben.

im Fall der Ausführungsform nach den Fig. 6a-7c kann man eine ein- dimensionale oder zweidimensionale Scanbewegung für jede der Winkelein- stellungen der Richtstrahlen 80a, beispielsweise gemäß Fig. 7a, herbeifüh- ren, indem man die Zieldetektionseinrichtung 64a um den Schwenkpunkt 70a in Richtung der Doppelpfeile 65a und 67a mittels einer Zusatzantriebs- einrichtung 69a bewegt. Hier ist es alternativ auch möglich, die Scanbewe- gung dadurch zu erzeugen, daß man mindestens einer der Drehbewegungen des Schwenkspiegels 134a in der jeweiligen für den Winkel y6 bzw. y7 verantwortlichen Stellung eine modulierende Scanbewegung mitteilt. Man wird in der Regel von dieser Scanbewegung nur dann Gebrauch machen, wenn der Winkel y7 gemäß Fig. 7a ohnehin schon klein ist und nicht weiter verkleinert werden kann, um durch diese Scanbewegung dann ein höheres Auflösevermögen zu erhalten. Bei dieser Scanbewegung wandert dann der Detektionsbereich DB7 um die in Fig. 7a gezeichnete Mittelstellung.

Der bereits früher angedeutete Eichvorgang kann bei der Ausführungsform nach Fig. 3a etwa wie folgt vorgenommen werden : Fürjede Winkeleinstellung zwischen den stabförmigen Laserstrahlern 76 und damit zwischen den von diesen ausgehenden Richtstrahlen 80, welche durch einen bestimmten Abstand der Randangriffsleisten 100 vorgegeben ist, wird eine Scanbewegung beispielsweise in Richtung des Doppelpfeils 65 mit Hilfe der Zusatzantriebseinrichtung 69 durchgeführt.

In einer Mehrzahl von Zeitphasen innerhalb dieser Scanbewegung werden die Auftreffpunkte 81 sämtlicher Richtstrahlen 80 auf einem Schirm 83 vermessen. Damit erhält man in Abhängigkeit von einem Parameter p, welcher in Fig. 3a der jeweiligen Stellung der Zusatzantriebseinrichtung 69 entspricht, für den jeweiligen Abstand P der Randangriffsleisten 100 Daten über die Orientierung der Laserstrahler 76 relativ zueinander oder bezogen auf ein Koordinatensystem, welches durch die Zentralachse ZA definiert ist.

Diese Daten kann man nun in Abhängigkeit von dem Parameter p für verschiedene Parameter P in dem Datenspeicher 114 speichern, so daß für

jedes Parameterwertepaar p, P in dem Datenspeicher 114 Orientierungsdaten der jeweiligen Laserstrahler 76 und damit der jeweiligen Richtstrahlen 80 abgerufen werden können und mit Hilfe der Laufzeitdaten die Auftreffpunkte bestimmen, die man für die räumliche Abbildung etwa eines Eckbereichs 72 benötigt. Es ist ohne weiteres zu ersehen, daß durch das Scannen ein erhöhtes Auflösungsvermögen erreicht wird, auch wenn die Auftreffpunkte benachbarter Richtstrahlen, die einem bestimmten Wert des Parameters P entsprechen, noch relativ groß sind.

Die Verlagerung der Detektionseinrichtung, beispielsweise mittels der Zusatzantriebseinrichtung 69 der Fig. 3a und 3b oder mittels der Zusatz- antriebseinrichtung 69a der Fig. 6a-7c oder durch Schwenkbewegung der Detektionseinrichtung 64b in Richtung des Doppelpfeils 158b der Fig. 8, wurde in der vorstehenden Beschreibung bisher als eine Maßnahme erörtert, die zu einer Verbesserung des Auflösevermögens führt, indem zwei benachbarte Richtstrahlen 80b gemäß Fig. 9 bei unveränderter Lage relativ zueinander gegenüber der Kante 72b gemeinsam geringfügig um ein Maß verlagert werden, das kleiner ist als der Abstand zwischen den beiden Richtstrahlen 80b. Eine Bewegung mit Hilfe der gleichen Zusatzantriebsein- richtung 69 der Fig. 3a und 3b oder der Zusatzantriebseinrichtung 69a der Fig. 6a-7c kann aber auch dazu benutzt werden, um eine bestimmte Ziel- struktur, beispielsweise wiederum die Eckstruktur 72 der Fig. 1, in das jeweilige Zentrum des Detektionsbereichs im Sinne des"Nachführens"zu bringen.

Dieses Nachführen kann auch dadurch bewirkt werden, daß beispielsweise in Fig. 3a und 3b die Laserstrahler 76 und damit deren Richtstrahlen 80 gemeinsam im wesentlichen unter Erhaltung der Relativlage von benach- barten Laserstrahlern 76 und deren Richtstrahlen 80 relativ zueinander gegenüber dem Rahmen 74 der Fig. 3a und 3b verlagert we-den, wobei eine Verlagerung der Zentralachse ZA im Sinne eines Nachführens der"Blickrich- tung"erreicht wird. Man kann also eine Feinstruktur, etwa die Eckstruktur

72 der Fig. 1 vor der Verkleinerung des Detektionsbereichs, dadurch in das Zentrum des Detektionsbereichs verlagern, daß man in der Ausführungsform nach den Fig. 3a und 3b die beiden Randangriffsleisten 100 gemeinsam unter Erhaltung ihres Abstands P in Richtung der Doppelpfeile 101 verlagert.

In Fig. 1 ist an dem Spreader 34 zusätzlich zu der ersten Zieldetektionsein- richtung 64, welche auf Laufzeitmessung beruht, eine Zeilenkamera als zweites Fernerkennungssystem angebracht. Diese Zeilenkamera kann innerhalb des Umrißbereichs des Spraeders 34 zurückbewegt werden, wenn der Spraeder 34 mit dem Container 36 in den Containerschacht 42 einfährt.

Im Falle der Fig. 1 ist die Zeilenkamera 210 im Betrieb ortsfest gegenüber dem Spraeder 34 während das erste Fernerkennungssystem 64 im Schwenkpunkt 70 schwenkbar ist, so daß es verschiedene Detektions- bereiche anfahren kann, insbesondere Teildetektionsbereiche innerhalb des von dem ersten Fernerkennungssystem 210 erfaßten Detektionsbereich.

In Fig. 2 ist eine Zeilenkamera 21 Oa an dem ersten Fernerkennungssystem 64 fest oder beweglich angebracht.

In Fig. 3a und 3b ist im Zentrum der stabförmigen und relativ zueinander beweglichen Laserstrahler 76 eine Zeilenkamera 21 Oc angeordnet, bevorzugtermaßen eine zoomgeeignete Fernsehkamera. Diese Fernsehka- mera ist aufgrund des besonderen Verhaltens des Gesamtgeräts nach Fig.

3a gegenüber dem Gehäuse 74 stets ortsfest. Damit ist der von der Zeilenkamera 21 Oc erfaßte Detektionsbereich stets zentriert auf den Detektionsbereich, welcher von den Laserstrahlern 76 erfaßt wird. Das Zoomen der Fernsehkamera 210 kann in herkömmlicher Weise durch Objektivverstellung erfolgen. Dabei kann die Objektivverstellung zum Zwecke des Zoomens der Fernsehkamera 21 Oc starr oder veränderlich an die Verschwenkung der Laserstrahler 76 gekoppelt sein, die ebenfalls einem Zoomen entspricht.

Der in Fig. 5 dargestellte Bildschirm 130 kann den beiden Fernerkennungs- systemen gemeinsam sein. Es kann aber auch für jedes der Fernerkennungs- systeme ein gesonderter Bildschirm vorgesehen sein.

Auch im Falle der Ausführungsform des zweiten Fernerkennungssystems gemaß den Fig. 6a-7c kann zusätzlich eine Zeilenkamera vorgesehen sein, wie in Fig. 6a bei 210d angedeutet.

In Fig. 8 ist eine Zeilenkamera bei 210e angedeutet ; sie kann aber auch an der Stelle 210f angebracht werden.

In Fig. 10 erkennt man ein am Standort des Bedienungsmannes angebrach- tes Bildschirmsystem 211-212 mit zwei Bildschirmen 211 und 212. Der Bildschirm 211 ist dem ersten Fernerkennungssystem (Zeilenkamera) zugeordnet und bildet den Containeraufnahmeschacht 42 ab. Außerdem bildet er Farbmarkierungen 214 ab, die das Aufsuchen des Container- aufnahmeschachts durch einen anfahrenden Container erleichtem solten.

Man erkennt in der Abbildung einen Schattenbereich 215, welcher durch mangelhafte Beleuchtung etwa eines Schiffdecks zustandekommt, so daß das Bild auf dem Bildschirm 211 unzureichend sein kann. Auf dem Bildschirm 212, welcher dem zweiten Fernerkennungssystem (auf Laufzeitmessung beruhend) zugeordnet ist, erkennt man eine vollständige Abbildung des Containeraufnahmeschachts 42, diesmal beruhend auf Laufzeitmessung. Dieses Bild faßt zwar die Farbmarkierungen 214 und auch flache Feinstrukturen 216 nicht erkennen, ist aber unabhängig von der Beleuchtung des Detektionsbereichs und deshalb auch in der linken oberen Ecke komplett, in welcher das Bild des Schirms 211 eine Fehlstelle hat.

In Figl 11 erkennt man auf einem einzigen Bildschirm 220 eine durch die Zeilenkamera gewonnene Komplettabbildung 42k des Containerschachts und zusätzlich eine Ecke 42e des Containerschachts. Das Bild 42k stammt von der Zeilenkamera und das Bild 42e stammt von dem auf Laufzeitmes-

sung beruhenden zweiten Fernerkennungssystem. Die Lage und die Größe des jeweils von dem zweiten Fernerkennungssystem zu erfassenden Detektionsbereichs kann beispielsweise dadurch bestimmt werden, daß man mit einem Kugelschreiber auf dem Umriß des Komplettschachts 42k die Punkte T betastet. In Fig. 11 hat man also das Fernsehbild und das auf Laufzeitmessung beruhende Bild nebeneinander. Das Bild 42e beruhend auf Laufzeitmessung, faßt sich auch dreidimensional darstellen, weil dort Tiefenunterschiede aufgrund von Laufzeitunterschieden dargestellt werden können.