一种靠泊机械手队列控制系统及其工作方法与流程

1.本发明涉及一种机械手控制系统，尤其是一种靠泊机械手队列控制系统，该系统用于控制一系列的靠泊机械手，以便将船舶靠泊至码头或堤岸，甚至其它船舶。


背景技术：

2.近年来随着海上运输需求越来越大，随之带来了船舶大型化、装卸效率提升、频繁的系靠泊作业等问题。船舶大型化使得靠泊缆绳增多，从而外载荷在缆绳中的不平衡分配显得越来越严重。靠泊期间的船舶必须不断调整缆绳长度，以保证船舶良好的靠泊，这不仅增大了船员的劳动强度，而且增大了事故发生的几率和风险。欧洲港务委员会(european harbour masters’committee)的统计数据表明，95％的人身伤害事件是由绳索和钢丝引起的，其中的60％发生在靠泊作业期间。在2010年至2014年之间，澳大利亚海事局(amsa)收到了超过220起与靠泊相关的事故报告，其中22％造成了人员伤亡。为了减少人身伤亡，相关国际组织正在修订和更新靠泊法规和规范。solas第ii
‑
1/3
‑
8条的修正案和船舶安全靠泊新指南已于2019年获得批准。修正后的法规和新指南预计将于2024年1月1日生效。自生效日起，所有新造船将被要求遵守靠泊装置的适当和安全使用设计的修订条例。所有现有营运船舶必须遵守靠泊设备和缆绳在役检查和维护制度的新规定，并提供相关文件。
3.另外，传统靠泊方式下的缆绳易受不稳定外力影响造成船舶不断移动，造成装卸困难，降低了装卸速度，增加了油耗和碳排放。据统计，在安装了自动靠泊系统的港口中，靠泊操作期间的二氧化碳排放量估计减少了98％；在集装箱港口安装自动靠泊系统可以使每标准箱运输的二氧化碳减少2.9公斤。
4.鉴于上述问题而做出本发明，以便有效地解决或者改善它们。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种靠泊机械手队列控制系统和方法，该系统和方法克服或至少改善了一些上述问题，或者至少为公众提供了有用的选择。
6.第一方面，本发明包括一种靠泊机械手队列控制系统，该系统适于控制多个靠泊机械手中的至少一个，以将船舶靠泊至码头或者其它船舶，所述队列控制系统包括：
7.·
与靠泊机械手相关的接近传感器，所述接近传感器能够产生表示船舶接近靠泊机械手的接近度的接近信号；
8.·
接合传感器，其构造成感测同一个靠泊机械手是否与船舶接合，并且能够根据感测结果产生接合信号；
9.·
指导处理器处理接近信号和接合信号以生成已处理信号的指令，该信号指示靠泊机械手是否适于靠泊船舶。
10.进一步地，所述指令被构造成用于指导控制器根据所产生的处理后的信号来控制所述靠泊机械手的操作。
11.进一步地，队列控制系统包括控制器，该控制器构造成根据指令来控制靠泊机械
手的操作。
12.进一步地，指令被构造成如果接合信号指示靠泊机械手已经与船舶接合，则指令控制器不控制靠泊机械手与船舶接合。
13.进一步地，指令被构造成如果接近信号指示船舶不在靠泊机械手的预定操作范围内时，则指示控制器不控制靠泊机械手与船接合。
14.进一步地，所述指令被构造成用于向用户指示一组建议的靠泊机械手适合于在船舶的靠泊中使用。
15.进一步地，所述指令被构造成：如果分配了布防状态，则如果接收到接近信号并且没有接收到接合信号，则识别出所述靠泊机械手可被控制。
16.进一步地，所述指令被构造成：如果分配了布防状态，则如果接收到接近信号并且接收到合适的接合信号，则识别出所述靠泊机械手可被控制。
17.进一步地，所述指令被构造成识别具有待命状态的靠泊机械手的可用性，以由所述控制器控制以靠泊船舶。
18.进一步地，处于布防模式的靠泊机械手将可用于靠泊船舶。
19.进一步地，所述指令被构造成指导处理器以规则的间隔接收多个靠泊机械手的接近信号和接合信号。进一步地，队列控制系统包括处理器。
20.进一步地，队列控制系统包括用于存储指令的存储装置。
21.进一步地，存储装置是数字存储装置。
22.进一步地，存储装置是选自数字盘，磁带，计算机硬盘，闪存等中的任何一种。
23.进一步地，队列控制系统包括接收装置，用于：
24.·
从接合传感器接收接合信号；
25.·
从接近传感器接收接近信号；
26.·
接收接合信号和接近信号。
27.进一步地，队列控制系统包括发送装置，用于根据处理后的信号将指令发送到靠泊机械手。
28.进一步地，接收装置和发送装置是通信网络。
29.进一步地，通信网络通过无线连接进行操作。或者，通信网络通过电缆运行。
30.进一步地，队列控制系统包括多个靠泊机械手。
31.进一步地，靠泊机械手沿着码头，堤岸，或者船舶侧面等能够靠泊船舶的位置规则地间隔开。进一步地，靠泊机械手可以相对于终端移动。
32.进一步地，靠泊机械手在控制器的控制下是可移动的。
33.进一步地，所述指令被构造成指导处理器确定至少一个可用的靠泊机械手的可能位置，用于靠泊船舶。
34.进一步地，所确定的可能位置至少部分地被优化以方便船舶靠泊。
35.进一步地，指令被构造成向用户展示所确定的可能靠泊的位置信号，以便用户输入信号以授权靠泊机械手向所推荐的运动位置，或输入其它位置。
36.进一步地，所述指令被构造成指导处理器确定靠泊机械手的多个可能位置，以方便船舶靠泊。进一步地，所述指令被构造成将所确定的可能位置的结果展示给用户作为推荐位置，以便用户输入信号。
37.授权其中一个推荐位置或输入其它位置。进一步地，所述指令被构造成从用户接收选择推荐位置中的至少一个或输入替代位置。
38.进一步地，指令被构造成接收关于船舶的信息，用于确定用于靠泊机械手的可能位置。
39.进一步地，所述指令被构造成通过自动识别系统(ais)接收关于船舶的信息。
40.进一步地，这些指令被构造成使用接收到的关于要靠泊的船舶的标识来指导处理器确定靠泊机械手的可能位置：
41.进一步地，所述指令被构造成使用接收到的已经靠泊船舶的标识来指导处理器确定靠泊机械手的可能位置，以便在航站楼优化靠泊机械手的使用。
42.进一步地，所述指令被构造成指导控制器根据用户输入控制所述靠泊机械手的操作。
43.进一步地，接近传感器能够至少在接近传感器附近感测船舶轮廓，并且接近信号指示至少在接近传感器附近的船舶轮廓。
44.进一步地，由接近传感器感测到的轮廓指示船舶是否恰好是平面的，或者是否具有适合于靠泊机械手接合的尺寸和形状。
45.进一步地，接近信号从以下情况中指示出一种或多种选择：船舶是否在接近传感器附近有适合的平面使靠泊机械手与船舶接合，以及船舶是否在接近传感器附近具有适合的尺寸和形状与靠泊机械手进行接合。
46.第二方面，本发明包括一种靠泊机械手队列控制系统，该系统适于控制多个靠泊机械手中的至少一个，以将船舶靠泊至码头，所述队列控制系统包括
47.·
接收装置，用于：
48.■
接收来自接合传感器的接合信号，该接合传感器构造成用于感测靠泊机械手是否与船舶接合，并且能够根据感测结果产生接合信号；
49.■
并且，从与同一个靠泊机械手相关联的接近传感器接收接近信号，所述接近传感器能够生成指示船舶接近靠泊机械手的接近信号。
50.·
信号指令，用于指导处理器处理接近信号和接合信号以生成处理过的信号，该信号指示多个靠泊机械手中的特定靠泊机械手是否适于靠泊船舶。
51.进一步地，队列控制系统包括发送装置，用于根据处理后的信号将信号发送到靠泊机械手。
52.进一步地，接收装置和/或发送装置是通信网络。
53.进一步地，队列控制系统包括与靠泊机械手相关联的接近传感器，所述接近传感器能够产生指示船舶接近靠泊机械手的接近信号。
54.进一步地，队列控制系统包括接合传感器，该接合传感器被构造成用于感测同一靠泊机械手是否与船舶接合，并且能够根据感测结果产生接合信号。
55.进一步地，所述指令被构造成用于指导控制器根据所产生的处理后的信号来控制所述靠泊机械手的操作。
56.进一步地，队列控制系统包括处理器。
57.进一步地，队列控制系统包括控制器，该控制器构造成根据指令来控制靠泊机械手的操作。
58.进一步地，所述指令被构造成如果接合信号指示某个靠泊机械手已经与船舶接合，则避免引导控制器控制该靠泊机械手与船舶接合。
59.进一步地，所述指令被构造成如果接近信号指示船舶不在某个靠泊机械手的预定操作范围内，则避免指示控制器控制该靠泊机械手与船舶接合。进一步地，指令被构造成用于确定一组建议的靠泊机械手，该组靠泊机械手适用于根据处理后的信号来靠泊船舶。
60.进一步地，所述指令被构造成给用户展示一组建议的靠泊机械手的信号，该信号适于在船舶靠泊中使用。进一步地，指令被构造成展示信号，该信号用于指示用户授权或修改一个或多个建议的靠泊机械手组。
61.进一步地，所述指令被构造成用于接收来自用户的输入，所述用户授权通过所述控制器控制至少一个建议的靠泊机械手。
62.进一步地，指令被构造成接收用于控制至少一个替代的靠泊机械手的授权。
63.进一步地，指令被构造成如果接收到接近信号并且没有接收到接合信号，则通过将其分配到布防状态来识别靠泊机械手的可用性，以由控制器进行控制。
64.进一步地，所述指令被构造成识别具有待命状态的靠泊机械手的可用性，以由所述控制器进行控制以靠泊船舶。
65.进一步地，所述指令被构造成如果接收到接近信号并且没有接收到接合信号，则指示所述系统控制所述靠泊机械手进入待命模式。
66.进一步地，处于布防模式的靠泊机械手将可用于靠泊船舶。
67.进一步地，所述指令被构造成指导处理器以规则的间隔接收多个靠泊机械手的接近信号和接合信号。
68.进一步地，队列控制系统包括用于存储指令的存储装置。
69.进一步地，存储装置是数字存储装置。
70.进一步地，存储装置是选自数字盘，磁带，计算机硬盘，闪存等中的任何一种。
71.进一步地，接收装置和发送装置是通信网络。
72.进一步地，通信网络通过从无线连接和电缆网络中选择的一个或多个来进行操作。
73.进一步地，队列控制系统包括靠泊机械手。
74.进一步地，队列控制系统包括多个靠泊机械手。
75.进一步地，靠泊机械手沿着码头，堤岸，或者船舶侧面等能够靠泊船舶的位置规则地间隔开。
76.进一步地，靠泊机械手可以相对于码头，堤岸，或者船舶侧面等能够靠泊船舶的位置进行移动。
77.进一步地，靠泊机械手在控制器的控制下是可移动的。进一步地，所述指令被构造成指导处理器确定用于船舶靠泊的靠泊机械手的可能位置。
78.进一步地，所确定的位置是用于方便靠泊船舶的最佳位置。
79.进一步地，指令被构造成向用户展示至少一个确定的可能位置的信号作为推荐位置，以便用户输入信号以授权靠泊机械手移动到推荐位置。
80.进一步地，所述指令被构造成指导处理器确定靠泊机械手的多个可能位置，以方便船舶靠泊。
81.进一步地，指令被构造成向用户展示作为可能位置的确定结果，以便用户输入选择可能位置之一的信号。
82.进一步地，所述指令被构造成用于接收来自用户的输入，所述输入授权将靠泊机械手移动到至少一个推荐位置。进一步地，所述指令被构造成从用户接收用于将靠泊机械手移动到至少一个推荐位置的拒绝授权的输入，并输入替代位置。
83.进一步地，所述指令被构造成接收用户输入的替代位置。
84.进一步地，指令被构造成接收关于船舶的信息，用于确定靠泊机械手的可能位置。
85.进一步地，所述指令被构造成指导控制器根据用户输入控制所述靠泊机械手的操作。
86.进一步地，所述指令被构造成如果接收到接近信号并且没有接收到接合信号，则指示所述控制系统控制所述靠泊机械手进入待命模式。
87.进一步地，处于布防模式的靠泊机械手将可用于靠泊船舶。
88.进一步地，所述指令被构造成指导处理器以规则的间隔接收多个靠泊机械手的接近信号和接合信号。
89.进一步地，接近传感器能够至少在其附近感测船舶轮廓，并且接近信号指示至少在接近传感器附近的船舶轮廓。
90.进一步地，由接近传感器感测到的轮廓指示船舶是否恰好是平面的，或者是否具有适合于靠泊机械手接合的尺寸和形状。
91.进一步地，接近信号指示出以下一种或多种选择：船舶是否在接近传感器附近有适合的平面，以使靠泊机械手与船舶接合，以及船舶是否在接近传感器附近具有适合的尺寸和形状以便靠泊机械手进行接合。
92.第三方面，本发明包括用于一种系统中的软件，该系统包括用于将船舶靠泊到码头，堤岸，或者船舶侧面等能够靠泊船舶的位置的多个靠泊机械手。所述软件包括：
93.·
处理器指令：
94.■
从接合传感器接收接合信号，该接合传感器构造成用于感测靠泊机械手是否与船舶接合，并能够根据感测结果生成接合信号；
95.■
从接近传感器接收接近信号，所述接近传感器能够产生指示船舶接近同一靠泊机械手的接近信号；
96.■
处理接近信号和接合信号以生成处理后的信号，该信号指示靠泊机械手是否适于靠泊船舶。
97.进一步地，所述指令被构造成用于指导控制器根据所产生的处理后信号来控制所述靠泊机械手的操作。
98.进一步地，指令被构造成如果接合信号指示靠泊机械手已经与船舶接合，则指令控制器不操作靠泊机械手与船舶接合。
99.进一步地，指令被构造成如果接近信号指示船舶不在靠泊机械手的预定操作范围内，则指示控制器不操作靠泊机械手与船舶接合。
100.进一步地，所述指令被构造成用于确定靠泊机械手是否可用于船舶靠泊。
101.进一步地，所述指令被构造成将至少一个靠泊机械手展示为建议的靠泊机械手，用于操作员授权或修改其中一项或多项。
102.进一步地，所述指令被构造成接收用户输入，所述用户输入授权使用所展示的靠泊机械手中的至少一个，或者授权至少一个替代的靠泊机械手。
103.进一步地，靠泊机械手在控制器的控制下相对于码头，堤岸，或者船舶侧面等能够靠泊船舶的位置是可移动的。
104.进一步地，所述指令被构造成如果所述接合信号和所述接近信号中的一个或多个指示所述靠泊机械手不可用于船舶靠泊，则所述指令被构造成指导所述处理器确定用于将所述靠泊机械手重新定位以靠泊船舶的可能位置。
105.进一步地，所确定的可能位置是用于方便靠泊船舶的最佳位置。
106.进一步地，指令被构造成向用户展示所确定的可能位置的信号作为推荐位置，以便用户输入信号以授权靠泊机械手移动到推荐位置。
107.进一步地，指令被构造成指导处理器确定靠泊机械手的多个可能位置，以方便地靠泊船舶。
108.进一步地，指令被构造成将所确定的可能位置的结果作为推荐位置展示给用户，以便用户输入选择推荐位置之一的信号。
109.进一步地，所述指令被构造成接收用户输入，该用户输入授权至少一个推荐位置以便靠泊机械手进行重定位，或者为该靠泊机械手分配替代位置，或两者皆有。
110.进一步地，所述指令被构造成指导控制器根据用户输入控制所述靠泊机械手的操作。
111.进一步地，指令被构造成接收关于船舶的信息，用于确定靠泊机械手的可能位置。
112.进一步地，所述指令被构造成指导控制器根据用户输入控制所述靠泊机械手的操作。
113.进一步地，接近信号可以指示从靠泊机械手到要靠泊的船舶的距离。
114.进一步地，仅当要靠泊的船舶在靠泊机械手的预定范围内时，才产生接近信号。
115.进一步地，接近信号可以仅指示是否存在要靠泊的船舶。
116.进一步地，所述指令被构造成如果接收到接近信号并且没有接收到接合信号，则指示所述控制系统向所述靠泊机械手分配待命状态。
117.进一步地，仅具有布防状态的靠泊机械手将可用于靠泊船舶。
118.进一步地，所述指令被构造成指导处理器以规则的间隔接收多个靠泊机械手的接近信号和接合信号。
119.进一步地，接近传感器能够至少在其附近感测船舶轮廓，并且接近信号指示至少在接近传感器附近的船舶轮廓。
120.进一步地，由接近传感器感测到的轮廓指示船舶是否恰好是平面的，或者是否具有适合于靠泊机械手接合的尺寸和形状。
121.进一步地，接近信号指示出以下一种或多种选择：从船舶是否在接近传感器附近有适合的平面，以使靠泊机械手与船舶接合，以及船舶是否在接近传感器附近具有适合的尺寸和形状以便靠泊机械手进行接合。
122.第四方面，本发明包括一种控制靠泊机械手的方法，该方法适合于控制用于将船舶靠泊于码头，堤岸，或者船舶侧面等能够靠泊船舶的位置的多个靠泊机械手中的至少一个。所述方法包括以下步骤：
123.·
从与靠泊机械手关联的接近传感器接收接近信号，所述接近信号指示船舶接近靠泊机械手；
124.·
从与该靠泊机械手相关联的接合传感器接收接合信号，所述接合信号指示该靠泊机械手当前是否与船舶接合；
125.·
处理接近信号和接合信号以生成处理后的信号，该信号指示靠泊机械手是否可用于靠泊船舶。
126.进一步地，该方法还包括以下步骤：根据所生成的处理后的信号来指导靠泊机械手的控制。
127.进一步地，该方法还包括以下步骤：从与多个靠泊机械手中的每一个相关联的相应的接近传感器和接合传感器接收接近信号和接合信号。
128.进一步地，该方法进一步包括以下步骤：以规则的间隔从与多个靠泊机械手相关联的相应的接近传感器和接合传感器接收接近信号和接合信号。
129.进一步地，该方法还包括以下步骤：向操作员和用户指示一组建议的靠泊机械手，该组靠泊机械手可用于船舶靠泊。
130.进一步地，该方法还包括以下步骤：展示一组建议的靠泊机械手，用于用户进行一个或多个授权或修改。
131.进一步地，该方法还包括以下步骤：接收用户输入授权使用所建议的靠泊机械手。
132.进一步地，该方法进一步包括以下步骤：从用户处接收输入，所述输入指示该用户规定另一组建议的靠泊机械手用于靠泊船舶。
133.进一步地，该方法还包括以下步骤：如果接收到接近信号，没有接收到接合信号，或者接收到表示该靠泊机械手未与船舶接合的接合信号，则使该靠泊机械手被指定为待命状态。
134.进一步地，靠泊机械手在控制器的控制下是可移动的。
135.进一步地，该方法还包括以下步骤：经用户授权或者修改以后，确定靠泊机械手的可能位置，以通过该靠泊机械手将船舶靠泊到用户。
136.进一步地，该方法还包括以下步骤：接收用户输入授权在推荐位置使用靠泊机械手。
137.进一步地，该方法还包括以下步骤：从用户接收输入信息，所述输入信息指示该用户为靠泊机械手指定了推荐位置的替代位置。
138.进一步地，该方法还包括确定在布防模式下靠泊机械手位置最佳值的步骤，以进行船舶靠泊。
139.进一步地，该方法还包括授权靠泊机械手移动到推荐位置的步骤。
140.进一步地，该方法进一步包括确定靠泊机械手的多个可能位置的步骤。
141.进一步地，该方法还包括选择可能位置之一的步骤。
142.进一步地，该方法还包括根据来自用户的授权来控制靠泊机械手的操作的步骤。
143.进一步地，该方法进一步包括接收关于船舶的信息的步骤。
144.进一步地，该方法还包括以下步骤：接收关于要靠泊的船舶的信息。
145.进一步地，该方法还包括以下步骤：接收关于已经靠泊在码头处的船舶的信息。
146.进一步地，使用船舶的自动识别系统(ais)来接收关于船舶的信息。
147.进一步地，该方法还包括以下步骤：在确定用于靠泊机械手的推荐位置时，使用接收到的关于船舶的信息。
148.进一步地，该方法还包括以下步骤：使用接收到的关于一个或多个船只的信息，确定用于靠泊机械手重新定位的推荐位置，以便在码头，堤岸，或者船舶侧面等能够靠泊船舶处优化使用靠泊机械手。
149.进一步地，接近传感器能够至少在其附近感测船舶轮廓，并且接近信号指示至少在接近传感器附近的船舶轮廓。
150.进一步地，由接近传感器感测到的轮廓指示船舶是否恰好为平面，或者是否具有适合于靠泊机械手接合的尺寸和形状。
151.进一步地，接近信号指示出以下一种或多种选择：从船舶是否在接近传感器附近有适合的平面，以使靠泊机械手与船舶接合，以及船舶是否在接近传感器附近具有适合的尺寸和形状以便靠泊机械手进行接合。
152.靠泊机械手队列控制系统中使用的靠泊机械手，所述靠泊机械手包括：
153.·
相关联的接近传感器，所述接近传感器用于感测正在接近的船舶的接近，并且能够产生指示接近所述靠泊机械手的船舶的接近信号。
154.·
关联的接合传感器，其构造成感测靠泊机械手是否与船舶接合，并能够根据感测结果产生接合信号；
155.·
发射器，用于发射所述接近信号和所述接合信号中的至少一个或两者，以由处理器进行处理。
156.进一步地，接近传感器能够至少在其附近感测船舶轮廓，并且接近信号指示至少接近传感器附近的船舶轮廓。
157.进一步地，由接近传感器感测到的轮廓指示船舶是否恰好是平面的，或者是否具有适合于靠泊机械手接合的尺寸和形状。
158.进一步地，接近信号指示出以下一种或多种选择：从船舶是否在接近传感器附近有适合的平面，以使靠泊机械手与船舶接合，以及船舶是否在接近传感器附近具有适合的尺寸和形状以便靠泊机械手进行接合。
159.通过仅以示例的方式并参考附图给出的以下描述，本发明的其它方面将变得显而易见。
160.对于本发明所属领域的技术人员而言，在不背离所附权利要求所限定的本发明范围的前提下，本发明在结构上的许多变化以及本发明的广泛不同的实施方式和应用将是显而易见的。本文中的公开和描述纯粹是说明性的，并且在任何意义上都不旨在进行限制。
附图说明
161.现在将仅通过实例并参考附图来描述本发明，其中：
162.数字030表示码头，堤岸，或者船舶侧面等能够靠泊船舶的位置，统称为码头(030)。
163.图1：表示现有技术的靠泊机械手的透视图，以及在3维方向上的运动方式。
164.图2：表示将被靠泊至码头(030)的船舶和靠泊机械手队列控制系统的平面示意图。
165.图3：表示将被靠泊至码头(030)的船舶的平面示意图，以及沿码头(030)以队列形式间隔开的一组靠泊机械手，并且还表示靠泊机械手的手臂的运动范围。
具体实施方式
166.参考以上附图，根据本发明的第一方面的靠泊机械手队列控制系统通常由数字040表示。
167.本发明提供了一种靠泊机械手队列控制系统(040)，其适于控制多个靠泊机械手(010)中的至少一个，以将船舶(020)靠泊至码头或堤岸，甚至其它船舶。靠泊机械手队列控制系统(040)用于确定沿码头(030)以队列形式间隔开的多个靠泊机械手(010)中的哪些是可用的，哪些是因为它们当前正在靠泊另一艘船而被占用，或者由于与船舶(020)难以接合而无法使用，然后相应地控制这些靠泊机械手(010) 对接近的船舶(020)进行靠泊。
168.队列控制系统(040)包括与多个靠泊机械手(010)中每个机械手相关联的接近传感器(未示出)，与每个靠泊机械手(010)相关联的接合传感器，以软件(060)形式构成的一组指令和控制器(050)。通常，一个或多个靠泊机械手010将分别包括一个可延伸的机械手臂012和一个在该可延伸的机械手臂012 上的远端的接合装置，例如至少一个真空或者电磁等吸附板014(如图1所示)。机械手臂012用于将真空或者电磁等吸附板014朝着要被靠泊的船舶020延伸，直到它与船舶020接合，之后真空或者电磁等吸附板014被吸到船舶020的侧面上，以将船舶020固定到码头030上。真空或者电磁等吸附板014可通过机械手臂012在三个坐标的延伸范围内移动(在图一中的x，y，z和图3中虚线框所示)。液压柱塞可用于此类目的。
169.每个接近传感器均能够产生接近信号，该接近信号指示靠紧的船舶与靠泊机械手010的距离。在优选实施例中，设想接近传感器是诸如激光或超声距离传感器的距离传感器，能够产生指示距离和距离测量方向的矢量信号。传感器可以安装在靠泊机械手010上(例如在真空或者电磁等吸附板上)，也可以安装在靠泊设施上或在靠泊机械手010的底座上。
170.在简化的实施例中，接近传感器不必一定检测到船舶020的距离，而可以仅检测船舶020的存在。还可以设想，在另一个更复杂的实施例中，接近传感器不仅可以检测距离，还可以检测接近传感器附近的船舶020的轮廓，即船舶的轮廓是否恰好为平面，或者是否具有适合的尺寸和形状(通常为矩形)，或者是否适合于真空或者电磁等吸附板与船舶020接合。类似地，设想接近信号指示船舶的轮廓。这样，船舶的轮廓可用于确定是否有合适的表面供靠泊机械手010接合和固定。
171.如果船舶020在接近传感器的范围内，则接近传感器将生成指示距离的接近信号。如果缺乏来自接近传感器的信号，也可以解释为不存在船舶020的信号，即靠泊机械手010附近没有船舶020，或者该船舶没有具有适合与该靠泊机械手010接合的表面，或者至少在靠泊机械手010的运动范围内没有可用位置的船舶020。
172.如果船舶020在靠泊机械手010的预定移动范围内，则接近传感器能生成接近信号。例如，如果将船舶布置在靠泊机械手010所在的码头旁边，但靠泊机械手010恰好与船舶020的船尾或船头成一直线，则船舶020的侧面可能不够紧密到可以与靠泊机械手010接合。
173.在替代实施例中，接近传感器可以仅发送指示到船舶020的距离的信号，而不管其
位置如何。接近传感器相对于相关的靠泊机械手010设置在已知位置，因此可以参考从船舶020到接近传感器的距离来计算从真空或者电磁等吸附板014到船舶020的距离。在最优选的实施例中，接近传感器布置在可延伸臂连接件012的端部的真空或者电磁等吸附板014上。
174.在一个实施例中，接合传感器(未示出)可以与每个靠泊机械手010相关联。该接合传感器构造成用于感测该靠泊机械手是否与船舶020接合。接合传感器能够在其中产生接合信号。根据感测结果。可以设想，接合传感器可以是压力传感器，机械开关或距离传感器，其构造成测量靠泊机械手010的任何方面，这将指示靠泊机械手010与船舶020接合以将船舶020保持靠泊。在另一个实施例中，接合信号可以来自相邻的现有的类似的靠泊控制系统(未示出)，该系统将接合信号传送到靠泊队列控制系统040。
175.可以设想，通过网络017，接近传感器产生的接近信号和由接合传感器产生的接合信号将由发送器发送到计算机060内的中央处理器(未示出)，在该处将处理这些信号。该网络可以基于电缆网络或无线网络，或两者都使用。还可以设想，可以在每个靠泊机械手处设置处理器，从而不需要发射机将各个信号发送到中央处理器。以这种方式，每个靠泊机械手010可以根据它们相关的接近信号和接合信号被单独地控制。
176.该软件(未示出)存储在诸如硬盘，闪存，光盘，dvd盘，数字盘，磁带，计算机裸盘等数字存储装置070上。该软件构造成指导处理器处理接近信号和接合信号以生成处理信号。处理后的信号指示靠泊机械手010是否适于靠泊船舶020。
177.该软件还构造成用于指导控制器050，该控制器通常可以是plc型控制器的形式，但是也可以是任何其它电子，电动，气动或液压型控制器(或这些方法的任何组合)。软件按照以下所述的方式根据所生成的处理后的信号指示控制器050控制靠泊机械手010的操作。
178.处理器将接收与同一靠泊机械手010相关联的接近信号和接合信号。处理器将根据这两个信号生成处理后的信号。由于接近信号和接合信号可以是各种各样的信号，因此处理器可以以多种方式处理接近信号和接合信号以生成经处理的信号。
179.在一个实施例中，该软件将指导处理器根据接合信号检查靠泊机械手010是否已经固定到靠泊船上。如果已经固定的话，则该靠泊机械手将被排除在靠泊要靠泊的接近船舶020中。如果没有固定的话，则软件将指导处理器计算是否接近船舶020在机械手臂012和真空或者电磁等吸附板014的延伸范围内，使得它可以与靠泊机械手010接合并固定到靠泊机械手010。在又一个实施例中，设想软件将引导处理器经由接近传感器检查船舶的表面轮廓是否适合于靠泊机械手的接合。如果是这样，则处理器将生成处理后的信号，以此方式指示靠泊机械手的可用性信号。
180.生成处理后的信号后，该信号可以由软件以多种方式使用。在一个实施例中，如果处理后的信号指示靠泊机械手不可用，则软件将指示控制器050不干扰靠泊机械手010的操作。如果处理后的信号指示靠泊机械手010可用，控制器050可以使靠泊机械手进入待命模式，在该模式下，控制器050可以由现有的靠泊机械手控制系统控制，或者可以控制靠泊机械手010与待泊的船舶020接合并固定。作为替代方案，该软件可以在视觉显示器(未显示)中向操作员显示处理后的信号(例如在船上或在码头，或要靠泊船的终端显示器上)，建议使用一个或多个靠泊机械手010在靠泊要靠泊的船舶020时的操作。然后，操作员可以授权使用建议的靠泊机械手010，或者可以在授权选定的一组靠泊机械手010用于靠泊船舶020
之前修改建议的靠泊机械手010的选择。
181.一旦被授权，软件就可以指导控制器050控制一组授权的靠泊机械手010来靠泊船舶020，或者进入信息布防模式，其中靠泊机械手010可以通过现有的靠泊机械手控制系统来控制。
182.可以由软件指导处理器以定期地或连续地检查用于以规则的时间间隔靠泊正在接近的船舶的靠泊机械手010的可用性，或者仅当操作员提示的时候，该软件指导处理器检查靠泊机械手010的可用性。
183.另外，可以设想，靠泊机械手010可以是沿着轨道或相对于码头030可沿着轨道(例如铁路轨道)或在轮子或任何其它驱动机构上移动的类型。此外，靠泊机械手010可以是在控制器050的控制下可移动的类型。
184.在这种情况下，软件将指导处理器为那些当前没有用于靠泊船舶020的靠泊机械手010计算并推荐可能的位置，但是这些靠泊机械手010的理想位置不是能够与船舶020接合和固定(作为示例，请参见图三上最左边的一对靠泊机械手010，其中船舶不在靠泊机械手的移动范围之内)。可以设想，提供给操作员的推荐可能位置将是方便靠泊船舶的最佳位置，并且根据预定的一组要求计算出这些位置。这样的要求可能是为了最大程度地利用码头长度，为了更短的卸载时间而最佳地放置船舶020的卸载门等。
185.然后可以将要移动的那套靠泊机械手010和推荐的可能位置展示给操作员。在这种情况下，操作员可以使用此信息来指导靠泊机械手010重新定位，或通过控制器050授权靠泊机械手010移动。
186.此外，靠泊机械手队列控制系统040可以构造成接收与要被靠泊的船舶020有关的信息。可以通过船舶的自动识别系统(ais)接收此信息。ais系统是一种船载广播系统，其作用类似于在vhf海域中运行的应答器，每分钟能够处理4,500多个报告，并且每两秒钟更新一次。ais系统广播诸如船名，航向和速度，分类，呼号，注册号，海事移动服务身份(mmsi)之类的信息，以及其它信息。ais当前广播的典型信息包括：
187.·
mmsi号——唯一可参考的标识。
188.·
导航状态(由colregs定义——既有位于“锚泊”和“正在使用引擎行进中”，也有“不在命令下”)
189.·
旋转速率——左或右，每分钟0到720度(来自转数指示器的输入)
190.·
地面速度——1/10节分辨率，从0到102节
191.·
位置精度——差分gps或其它，并指示是否正在使用(接收机自主完整性监控)raim处理
192.·
经度——达到1/04000分钟，纬度——达到1/04000分钟
193.·
地面上的路线——相对于正北至1/10度
194.·
正航向——从陀螺仪输入获得0到359度
195.·
时间戳——生成此信息的世界通用时间到最接近的秒
196.·
mmsi号——与上面使用的唯一标识相同，将上面的数据链接到所描述的船舶
197.·
imo号——唯一可参考的标识(与船舶结构有关)
198.·
无线电呼号——分配给船舶的国际呼号，通常在语音广播中使用。
199.·
名称——船名，提供20个字符。
200.·
船舶/货物类型——有可用的表格。
201.·
船舶尺寸。
202.·
位置报告参考点所在的船上位置。
203.·
定位装置的类型——从差分gps到未定义的各种选项。
204.·
船舶吃水——1/10米至25.5米(注意：未提供“空气吃水”)。
205.·
目的地——提供20个字符。
206.·
utc的预计到达时间——utc的月，日，小时和分钟
207.该信息可能已经通过现有的靠泊机械手控制系统接收并且可以使用，或者靠泊机械手队列控制系统 040可以配置为专门从船舶020接收它。
208.该信息可用于计算在被用来将船舶020靠泊之前需要移动的靠泊机械手010的推荐位置。还可以设想，该信息可以与其它靠泊在码头030处的船舶的已知信息相结合，以建议将已经用于将船舶靠泊的靠泊机械手重新定位到码头，以优化靠泊机械手010的使用，并释放超出了靠泊船舶要求的靠泊机械手010。
209.还要考虑的是，系统操作员可以位于码头030上，或要被停泊的船舶020的远程位置上。由于这个原因，可以设想在信息已经通过通信网络017发送之后，上述用于操作员选择和授权的选择的展示可以在船舶020上进行。
210.如上所述的靠泊机械手队列控制系统040可以在没有其它现有的靠泊机械手或其控制系统的码头030 处从无到有实现。在这种情况下，靠泊机械手控制系统被设想为包括靠泊机械手，通信网络，计算机(包括处理器，内存和计算机硬盘驱动器)，控制器和软件。
211.但是，还可以设想该系统可以在现有的靠泊机械手控制系统已经就位的情况下实施，该系统包括靠泊机械手，通信网络，处理器，存储装置，接近传感器和接合传感器。在这种情况下，靠泊机械手队列控制系统040的安装将扩展到软件的实现和配置，以使软件根据需要引导这些组件。
212.尽管已经通过示例的方式并且参考特定实施例描述了本发明，但是应当理解，可以在不脱离本发明的范围或精神的情况下做出修改和/或改进。