DE102020213322A1

DE102020213322A1 - System with a motion compensation device and method

Info

Publication number: DE102020213322A1
Application number: DE102020213322.0A
Authority: DE
Inventors: Maarten Kuijpers; Maik van de Molengraft; Markus Schleyer; Michael Erz; Quang Huy Nguyen; Rik Van Der Kant; Martin Voss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Van Halteren Technologies Boxtel BV
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2022-04-28
Also published as: EP3988439A1

Abstract

Offenbart ist ein System mit einem schwimmenden Körper, insbesondere einem Schiff, das einen Arm, insbesondere eine Landungsbrücke, aufweist. Das System weist eine Bewegungskompensationseinrichtung zur Bewegungskompensation des Arms auf. Vorzugsweise ist ein Sensor vorgesehen, mit dem sich die Position des Kopfs der Landungsbrücke relativ zu dem Schiff genauer bestimmen lässt. Insbesondere können Verformungen und/oder Schwingungen der Landungsbrücke über den Sensor ermittelt werden.A system with a floating body, in particular a ship, is disclosed, which has an arm, in particular a gangplank. The system has a movement compensation device for movement compensation of the arm. Preferably a sensor is provided to more accurately determine the position of the head of the gangplank relative to the ship. In particular, deformations and/or vibrations of the landing bridge can be determined via the sensor.

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung betrifft ein System mit einer Bewegungskompensationseinrichtung für einen schwimmenden Körper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren mit dem System.The invention relates to a system with a movement compensation device for a floating body according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a method with the system.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Aus dem Stand der Technik ist bekannt zwischen zwei schwimmenden Körpern, wie beispielsweise zwischen einem Schiff und einer Bohrplattform, oder zwischen einem schwimmenden und einem feststehenden Körper, wie beispielsweise zwischen einem Schiff und einer Offshore-Windturbine, Personen und Güter zu transferieren. Hierfür ist ein Kontaktaufbau zwischen den Körpern erforderlich. Dazu wird häufig eine Armkonstruktion, wie beispielsweise eine Gangway oder ein Kran, eingesetzt. Diese kann den Kontakt zwischen den Körpern aufbauen und halten. Eine hauptsächliche Störgröße hierbei sind Wasserbewegungen, insbesondere ein Wellengang. Schon bei vergleichsweise kleiner Wellenhöhe wird ein Kontaktaufbau zwischen den Körpern schwierig oder sogar unmöglich und gefährlich. Um den Kontaktaufbau und den Kontakt zwischen dem schwimmenden und feststehenden Körper zu verbessern, sind Bewegungskompensationssysteme bekannt. Diese bewegen beispielsweise die Armkonstruktion derart, dass ein freies Ende eines Arms, das den Kontakt zum feststehenden Körper aufbaut, keine Bewegung mehr ausführt. Das heißt, dass die welleninduzierte Bewegung des freien Endes des Arms kompensiert wird, sodass ein gefahrloser Kontaktaufbau ermöglicht ist. Dazu wird die Bewegung des Körpers, beispielsweise des Schiffs, auf dem die Armkonstruktion gebaut ist, mit einer Beschleunigungs- und Drehratensensorik - Motion Reference Unit (MRU) - erfasst. Über ein kinematisches Modell des Arms kann die dadurch entstehende Bewegung am freien Ende des Arms berechnet werden und entsprechend kompensiert werden. Ein geschlossener Regelkreis ist hierfür nicht notwendig, womit es sich üblicherweise um eine Steuerung handelt.It is known from the prior art to transfer people and goods between two floating bodies, such as between a ship and a drilling platform, or between a floating and a fixed body, such as between a ship and an offshore wind turbine. This requires a contact build-up between the bodies. An arm structure, such as a gangway or a crane, is often used for this purpose. This can establish and maintain contact between the bodies. A main disturbance here are water movements, in particular a swell. Even with comparatively low wave heights, establishing contact between the bodies becomes difficult or even impossible and dangerous. In order to improve the contact structure and the contact between the floating and stationary body, motion compensation systems are known. For example, these move the arm construction in such a way that a free end of an arm that makes contact with the stationary body no longer moves. This means that the wave-induced movement of the free end of the arm is compensated, so that safe contact establishment is possible. For this purpose, the movement of the body, for example the ship on which the arm structure is built, is recorded with an acceleration and yaw rate sensor - Motion Reference Unit (MRU). Using a kinematic model of the arm, the resulting movement at the free end of the arm can be calculated and compensated accordingly. A closed control loop is not necessary for this, which is usually a control.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System zur Bewegungskompensation zu schaffen. Außerdem ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu schaffen, das zu einer verbesserten Bewegungskompensation führt.In contrast, the invention is based on the object of creating an improved system for motion compensation. In addition, it is the object of the invention to create a method that leads to improved motion compensation.

Die Aufgabe hinsichtlich des Systems wird gelöst gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 12.The object with regard to the system is solved according to the features of patent claim 1 and with regard to the method according to the features of patent claim 12.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist ein System mit einem schwimmenden Körper vorgesehen, der einen Arm aufweist. Der Arm ist über zumindest einen Aktor bewegbar. Der Arm ist beispielsweise als Gangway oder Kran ausgestaltet. Über den Aktor oder eine Mehrzahl von Aktoren kann beispielsweise eine Länge des Arms verändert werden und/oder ein Winkel zu einer Horizontalebene verstellt werden und/oder um eine Hochachse des Körpers rotiert werden. Der Arm ist hierbei vorzugsweise um einen Lagerpunkt bewegbar. In weiteren Ausgestaltung ist eine Bewegungskompensationseinrichtung vorgesehen. Mit dieser kann eine, insbesondere ungewollte oder mögliche, Bewegung des Arms, insbesondere aufgrund äußerer Einflüsse, wie beispielsweise eine Wasserbewegung oder eine Luftbewegung, kompensiert werden. Vorzugsweise ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen. Diese kann derart eingerichtet sein, dass eine, insbesondere sich ändernde und/oder elastische, Verformung des Arms, beispielsweise auch aufgrund eines Lagerspiels und/oder eine Biegung, und/oder eine Schwingung des Arms ermittelbar ist/sind. Vorteilhafterweise kann eine Bewegungskompensationseinrichtung derart eingerichtet sein, dass die ermittelte Verformung und/oder Schwingung für die Bewegungskompensation, insbesondere für die Berechnung der Bewegungskompensation, eingesetzt ist/sind.According to the invention a system is provided with a floating body having an arm. The arm can be moved via at least one actuator. The arm is designed, for example, as a gangway or crane. For example, a length of the arm can be changed and/or an angle to a horizontal plane can be adjusted and/or rotated about a vertical axis of the body via the actuator or a plurality of actuators. In this case, the arm can preferably be moved about a bearing point. In a further refinement, a movement compensation device is provided. This can be used to compensate for an in particular unwanted or possible movement of the arm, in particular due to external influences such as a movement of water or a movement of air. A sensor device is preferably provided. This can be set up in such a way that an in particular changing and/or elastic deformation of the arm, for example also due to a bearing play and/or a bend, and/or a vibration of the arm can be determined. A movement compensation device can advantageously be set up in such a way that the determined deformation and/or vibration is/are used for the movement compensation, in particular for the calculation of the movement compensation.

Diese Lösung führt zu einer Verbesserung der Stabilität bei einer Regelung oder Steuerung der Bewegungskompensation über die Bewegungskompensationseinrichtung und/oder zu einer Verbesserung einer Regelgüte der Bewegungskompensationseinrichtung. Das System ist beispielsweise vorteilhaft zwischen dem schwimmenden Körper und einem weiteren, insbesondere schwimmenden, Körper, wenn der Arm an dem weiteren Körper andocken soll oder sich diesem annähern soll, vorgesehen. Beispielsweise muss bei zwei schwimmenden Körpern zunächst kontinuierlich eine Relativposition, translatorisch und/ oder rotatorisch, zwischen einem freien Ende des Arms und der Andockstelle erfasst werden. Anschließend kann dann eine Regelung über die Bewegungskompensationseinrichtung umgesetzt werden, die die relative Abweichung zwischen dem freien Ende und der Andockstelle minimiert und laufend in engen Grenzen hält. Hierbei ist beispielsweise ein geschlossener Regelkreis und insbesondere keine Steuerung vorgesehen. Es hat sich gezeigt, dass Schwingungen des freien Ende des Arms eine Regelgüte sehr negativ beeinflussen können und dass diese sogar zu der Instabilität der Regelung der Bewegungskompensationseinrichtung führen können. Durch die Berücksichtigung der Verformung und/oder Schwingung des Arms wird dies vorteilhaft vermieden. Somit können negative Auswirkungen von unerwünschten Schwingungen des freien Endes oder Armendes auf die Regelgüte des Regelkreises zur Bewegungskompensation verhindert oder zumindest verringert werden.This solution leads to an improvement in stability when regulating or controlling the movement compensation via the movement compensation device and/or to an improvement in the control quality of the movement compensation device. The system is advantageously provided, for example, between the floating body and another, in particular floating, body when the arm is intended to dock with or approach the further body. For example, in the case of two floating bodies, a relative position, translatory and/or rotatory, must first be continuously detected between a free end of the arm and the docking point. A control can then be implemented via the movement compensation device, which minimizes the relative deviation between the free end and the docking point and keeps it within narrow limits at all times. In this case, for example, a closed control circuit and in particular no control is provided. It has been shown that vibrations of the free end of the arm can have a very negative effect on control quality and that this can even lead to the instability of the control of the motion compensation device being able to lead. This is advantageously avoided by taking into account the deformation and/or vibration of the arm. Thus, negative effects of undesired vibrations of the free end or arm end on the control quality of the control loop for motion compensation can be prevented or at least reduced.

In der Robotik werden häufig in vereinfachender Weise starre Verbindungen zwischen Gelenken und ideale Gelenke ohne Spiel oder Hysterese usw. angenommen. Dadurch ergibt sich ein vereinfachter kinematischer Zusammenhang zwischen einer Basis, wie beispielsweise ein Bezugspunkt auf dem Körper, und dem Endeffektor oder freien Ende oder Armende des Arms, wie beispielsweise eine Spitze einer Schiffsgangway. Eine Schiffsgangway oder ein Kranarm können als Roboterarm interpretiert werden. Die vereinfachenden Annahmen von völlig starren Elementen und idealen Gelenken können aber nicht ohne Weiteres gemacht werden. Einerseits kann es aufgrund der Länge der Konstruktion oder Stahlkonstruktion zu Biegungseffekten kommen, andererseits sind die Gelenke möglicherweise nicht ideal. Insbesondere ein teleskopierbares Ende der Schiffsgangway oder des Arms kann ein Problem darstellen, da dieses beispielsweise auf Hartgummirollen gelagert ist. Diese weisen üblicherweise eine gewisse Elastizität auf. Außerdem kann ein geringes Spiel zwischen den Hartgummirollen und dem teleskopierbaren Ende möglich sein. Durch diese Effekte können Bewegungen und Schwingungen des freien Endes entstehen. Die Berücksichtigung der Bewegungen und Schwingungen bei der Regelung erhöht die Regelgüte und führt zu einer höheren Stabilität des Reglers oder der Bewegungskompensationseinrichtung.In robotics, rigid connections between joints and ideal joints without backlash or hysteresis etc. are often assumed in a simplistic manner. This provides a simplified kinematic relationship between a base, such as a reference point on the body, and the end effector or free end or arm end of the arm, such as a tip of a ship's gangway. A ship gangway or a crane arm can be interpreted as a robotic arm. However, the simplifying assumptions of completely rigid elements and ideal joints cannot be made without further ado. On the one hand there may be bending effects due to the length of the structure or steel structure, on the other hand the joints may not be ideal. In particular, a telescoping end of the ship's gangway or the arm can pose a problem, since it is mounted on hard rubber rollers, for example. These usually have a certain elasticity. In addition, there may be a small amount of play between the hard rubber rollers and the telescopic end. These effects can cause movements and vibrations of the free end. Taking the movements and oscillations into account in the regulation increases the control quality and leads to greater stability of the controller or the movement compensation device.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Sensoreinrichtung derart eingerichtet oder ausgebildet, dass eine Relativposition und/oder eine Relativbewegung zwischen zumindest zwei Bereichen oder Punkten des Arms ermittelbar ist. Üblicherweise ist ein Bereich näher am freien Ende oder Armende und ein Bereich näher an einer Basis oder Armbasis des Arms. Die Bereiche sind vorzugsweise in Axialrichtung des Arms gesehen voneinander beabstandet. Die Basis kann somit einen Bezugspunkt am schwimmenden Körper darstellen, zum Beispiel fest mit diesem verbunden sein. Der Bereich näher am freien Ende kann in weiterer Ausgestaltung beispielsweise am freien Ende oder benachbart zum freiem Ende vorgesehen sein. Eine derartige Sensoreinrichtung kann vorrichtungstechnisch einfach ausgestaltet werden und ausreichend Informationen liefern, um eine Verformung und/oder Schwingungen des Arms zu erfassen.In a further embodiment of the invention, the sensor device is set up or designed in such a way that a relative position and/or a relative movement between at least two areas or points of the arm can be determined. Usually, one area is closer to the free end or arm end and one area is closer to a base or arm base of the arm. The areas are preferably spaced from each other as seen in the axial direction of the arm. The base can thus represent a reference point on the floating body, for example it can be firmly connected to it. In a further embodiment, the area closer to the free end can be provided, for example, at the free end or adjacent to the free end. Such a sensor device can be designed in a simple manner in terms of device technology and can provide sufficient information to detect a deformation and/or vibrations of the arm.

Vorzugsweise hat die Sensoreinrichtung zumindest einen Messsensor. Dieser ist vorzugsweise am Arm, insbesondere am freien Ende des Arms, angeordnet, insbesondere starr mit diesem verbunden. Der Messsensor kann beispielsweise in dem Bereich näher am freien Ende des Arms vorgesehen sein. Der Messsensor ist vorzugsweise in Wirkverbindung mit zumindest einer am Körper, also vorzugsweise nicht am Arm, angebrachten Markierung. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen Sichtkontakt. Hierdurch kann auf vorrichtungstechnisch einfache Weise die Relativposition und/oder die Relativbewegung zwischen den zwei Bereichen des Arms ermittelt werden. Alternativ ist denkbar, dass der Messsensor am Körper, also vorzugsweise nicht am Arm, angeordnet und beispielsweise starr mit diesem verbunden ist. Der Messsensor kann in einer Wirkverbindung mit zumindest einer am Arm, insbesondere am freien Ende des Arms, angebrachten Markierung stehen, wobei insbesondere ein Sichtkontakt vorgesehen ist. Ist die körperseitige Markierung oder der körperseitige Messsensor vom Arm oder von der Basis des Arms beabstandet, wird dieser Abstand einfach bei der Berechnung der Relativposition und/oder der Relativbewegung berücksichtigt. Das gleiche gilt für die Markierung oder den Messsensor, die am Arm oder am freien Ende des Arms befestigt sind, wenn diese also vom freien Ende beabstandet sein sollten. Der Abstand zwischen dem freien Ende und dem Messsensor oder der Markierung wird bei der Berechnung der Relativposition einfach berücksichtigt. Mit dem Messsensor und der Markierung ist eine vorrichtungstechnisch einfache Umsetzung der Sensoreinrichtung ermöglicht. Diese ist kostengünstig und robust ausgestaltbar.The sensor device preferably has at least one measuring sensor. This is preferably arranged on the arm, in particular on the free end of the arm, in particular rigidly connected to it. For example, the measuring sensor can be provided in the area closer to the free end of the arm. The measuring sensor is preferably in operative connection with at least one marking attached to the body, ie preferably not to the arm. This is, for example, a visual contact. In this way, the relative position and/or the relative movement between the two areas of the arm can be determined in a simple manner in terms of device technology. Alternatively, it is conceivable that the measuring sensor is arranged on the body, ie preferably not on the arm, and is rigidly connected to it, for example. The measuring sensor can be in an operative connection with at least one marking attached to the arm, in particular to the free end of the arm, visual contact being provided in particular. If the bodyside marker or the bodyside measurement sensor is spaced from the arm or from the base of the arm, this distance is simply taken into account in the calculation of the relative position and/or the relative movement. The same applies to the marker or measuring sensor attached to the arm or to the free end of the arm, ie if these should be spaced from the free end. The distance between the free end and the measurement sensor or marker is simply taken into account when calculating the relative position. With the measuring sensor and the marking, it is possible to implement the sensor device in a simple manner in terms of device technology. This can be configured in a cost-effective and robust manner.

Der Messsensor erfasst vorzugsweise die Markierung beispielsweise regelmäßig oder kontinuierlich oder zu bestimmten Zeitpunkten. Aus den erfassten Messwerten des Messsensors kann dann die Relativposition und/oder die Relativbewegung zwischen dem Messsensor und der Markierung ermittelt werden, wobei die Ermittlung beispielsweise über die Bewegungskompensationseinrichtung erfolgt.The measuring sensor preferably detects the marking, for example regularly or continuously or at specific points in time. The relative position and/or the relative movement between the measuring sensor and the marking can then be determined from the recorded measured values of the measuring sensor, with the determination taking place, for example, via the movement compensation device.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Bewegungskompensationseinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Relativposition zwischen zwei Bereichen des Arms über ein kinematisches Modell oder Starrkörpermodel und/ oder über eine Mehrkörpersimulation ermittelbar ist. Hierdurch kann eine Relativposition zwischen dem freien Ende des Arms und der Basis des Arms ermittelt werden. Hierfür kann beispielsweise eine Aktorposition des Aktors oder der Aktoren zum Bewegen des Arms verwendet sein. Die Bewegungskompensationseinrichtung kann in weiterer Ausgestaltung derart eingerichtet sein, dass es die stationäre Abweichung zwischen der Relativposition, die aus den Werten des Messsensors ermittelt ist, und der Relativposition, die aus dem kinematischen Modell ermittelt ist, als Ergänzung zum kinematischen Modell berücksichtigt, um die Position des Arms zu regeln. Dies hat den Vorteil, dass bei einer Regelung basierend auf dem kinematischen Modell des Arms diese durch die Berücksichtigung der Verformung und/oder der Schwingung des Arms verbessert ist.Alternatively or additionally, it can be provided that the movement compensation device is designed in such a way that a relative position between two areas of the arm can be determined via a kinematic model or rigid body model and/or via a multi-body simulation. In this way, a relative position between the free end of the arm and the base of the arm can be determined. For example, an actuator position of the actuator or actuators for moving the arm can be used for this. In a further refinement, the movement compensation device can be set up in such a way that the stationary deviation between the relative position, which is determined from the values of the measuring sensor, and the relative position which determined from the kinematic model is taken into account as a complement to the kinematic model to control the position of the arm. This has the advantage that in the case of a control based on the kinematic model of the arm, this is improved by taking into account the deformation and/or the vibration of the arm.

Alternativ oder zusätzlich ist denkbar die Bewegungskompensationseinrichtung derart auszugestalten, dass es eine dynamische Abweichung zwischen der Relativposition, die aus den Werten des Messsensors ermittelt ist, und der Relativposition, die aus dem kinematischen Modell ermittelt ist, bei der Regelung der Position des Arms derart berücksichtigt, dass die Stabilität der Regelung verbessert ist.Alternatively or additionally, it is conceivable to design the movement compensation device in such a way that it takes into account a dynamic deviation between the relative position, which is determined from the values of the measuring sensor, and the relative position, which is determined from the kinematic model, when controlling the position of the arm in such a way that that the stability of the control is improved.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat die Bewegungskompensationseinrichtung vorzugsweise zumindest einen Sensor. Dieser kann derart eingerichtet sein, um eine Bewegung des Körpers, der den Arm aufweist, zu erfassen. Bei der Bewegung handelt es sich insbesondere um eine Störgröße. Als Sensor kann beispielsweise ein Beschleunigungssensor und/oder ein Drehratensensor vorgesehen sein. Durch den Sensor können über den Körper dann beispielsweise Wasserbewegungen, insbesondere Wellenbewegungen oder Luftbewegungen, erfasst werden, um basierend darauf den Arm für die Bewegungskompensation zu steuern oder zu regeln. Beispielsweise kann mit der Bewegungskompensationseinrichtung eine Bewegung des freien Endes des Arms, insbesondere im Voraus oder aktuell, berechenbar sein. Dies führt dann dazu, dass die Bewegung des freien Endes des Arms entsprechend kompensierbar ist. Hierbei handelt es sich dann vorzugsweise um eine Steuerung oder Störgrößenkom pensation.In a further embodiment of the invention, the movement compensation device preferably has at least one sensor. This can be set up in such a way to detect a movement of the body that has the arm. The movement is in particular a disturbance variable. For example, an acceleration sensor and/or a yaw rate sensor can be provided as the sensor. For example, water movements, in particular wave movements or air movements, can then be detected via the body by the sensor in order to control or regulate the arm for the movement compensation based thereon. For example, a movement of the free end of the arm can be calculated with the movement compensation device, in particular in advance or currently. This then means that the movement of the free end of the arm can be compensated accordingly. This is then preferably a control or compensation for disturbance variables.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann bei dem System ein weiterer, insbesondere schwimmender, Körper vorgesehen sein. Dieser hat beispielsweise einen Andockbereich für den Arm des ersten schwimmenden Körpers. An dem Andockbereich oder benachbart zu diesem oder gegenüber von diesem kann das freie Ende des Arms anordenbar oder andockbar sein. Vorzugsweise ist die Bewegungskompensationseinrichtung derart eingerichtet, dass die Relativposition zwischen dem Andockbereich und dem freien Ende des Arms erfassbar ist. Weiter erfolgt die Einrichtung vorzugsweise derart, dass eine relative Abweichung und/oder Relativbewegung zwischen dem Andockbereich und dem freien Ende minimierbar ist und/oder in, insbesondere engen Grenzen gehalten wird. Hierfür kann beispielsweise ein geschlossener Regelkreis eingesetzt werden. Die Regelung der Relativposition und/oder der Relativbewegung und/oder des Abstands zwischen dem Andockbereich und dem freien Ende des Arms kann vorteilhafter Weise durch Einbeziehung der ermittelten Verformung und/oder der Schwingung des Arms stabiler sein und die Regelgüte kann positiv beeinflusst werden.In a further embodiment of the invention, a further, in particular floating, body can be provided in the system. This has, for example, a docking area for the arm of the first floating body. The free end of the arm can be arranged or docked on the docking area or adjacent to it or opposite it. The movement compensation device is preferably set up in such a way that the relative position between the docking area and the free end of the arm can be detected. Furthermore, the device is preferably set up in such a way that a relative deviation and/or relative movement between the docking area and the free end can be minimized and/or is kept within, in particular, narrow limits. A closed control loop can be used for this purpose, for example. The control of the relative position and/or the relative movement and/or the distance between the docking area and the free end of the arm can advantageously be more stable by including the determined deformation and/or the vibration of the arm and the control quality can be positively influenced.

Vorzugsweise ist zumindest ein Sensor zum Erfassen oder Erkennen des Andockbereichs vorgesehen. Beispielsweise ist der Sensor am freien Ende des Arms, insbesondere im Bereich des freien Endes oder benachbart zum freien Ende des Arms, angeordnet.At least one sensor is preferably provided for detecting or recognizing the docking area. For example, the sensor is arranged at the free end of the arm, in particular in the area of the free end or adjacent to the free end of the arm.

In weiterer Ausgestaltung basiert die Regelung der Bewegungskompensationseinrichtung zur Berechnung der Bewegungskompensation insbesondere auf einem kinematischen Modell des Arms oder auf einer Mehrkörpersimulation des Arms. Vorzugsweise ist die Bewegungskompensationseinrichtung dann derart ausgebildet, dass bei der Weiterverarbeitung der vom zumindest einen Sensor erfassten Messwerte die von der Sensoreinrichtung ermittelte Verformung und/oder Schwingung berücksichtigt wird oder werden. Dies kann beispielswese derart erfolgen, dass die Verformung und/oder die Schwingung von erfassten Messwerten des Sensors abgezogen werden.In a further refinement, the regulation of the movement compensation device for calculating the movement compensation is based in particular on a kinematic model of the arm or on a multi-body simulation of the arm. Preferably, the movement compensation device is then designed in such a way that the deformation and/or vibration determined by the sensor device is or are taken into account during the further processing of the measured values recorded by the at least one sensor. This can be done, for example, in such a way that the deformation and/or the vibration are subtracted from the measured values recorded by the sensor.

In einer derartigen Konstellation, bei der ein Körper eine Andockstelle hat, geht es bei einem bewegungskompensierten Arm darum, unabhängig von der Bewegung des Körpers und unter Umständen unabhängig von der Bewegung der Andockstelle, falls diese beweglich ist, eine möglichst konstante Position im Raum bei fester Andockstelle oder eine möglichst konstante Relativposition bezüglich der beweglichen Andockstelle zu gewährleisten.In such a constellation, in which a body has a docking point, a motion-compensated arm is about maintaining a position in space that is as constant as possible, independent of the movement of the body and possibly independent of the movement of the docking point, if it is movable To ensure docking point or a constant relative position with respect to the movable docking point.

Bei fester Andockstelle kann die Position des freien Endes des Arms oder der Gangwayspitze mit Hilfe des kinematischen Modells vorgesteuert werden. Hierbei kann beispielsweise die Wellenbewegung am Körper über einen Sensor oder Sensoren gemessen werden, bei den Sensoren handelt es sich beispielsweise um eine Motion Reference Unit (MRU). Über das kinematische Modell des Arms und zusammen mit einem oder mehreren Positionssensor/en an einem oder mehreren Aktoren zum Bewegen des Arms, bei denen es sich beispielsweise um einen oder mehrere Hydraulikzylinder handelt, kann die Bewegung des freien Endes des Arms aufgrund der Bewegung des Körpers berechnet werden. Des Weiteren können beispielsweise mit Hilfe eines inversen kinematischen Modells die Aktoren oder Gangway-Aktoren so vorgesteuert sein, dass die welleninduzierte Bewegung kompensiert wird. Positionsabweichungen aufgrund einer Verformung und/oder Schwingungen des Arms, beispielsweise aufgrund von Biegung und/oder eines Lagerspiels, können beispielsweise additiv auf die Position des freien Endes des Arms aufgerechnet werden.If the docking point is fixed, the position of the free end of the arm or the tip of the gangway can be pre-controlled using the kinematic model. In this case, for example, the wave movement on the body can be measured using a sensor or sensors; the sensors are, for example, a motion reference unit (MRU). Via the kinematic model of the arm and together with one or more position sensors on one or more actuators for moving the arm, which are for example one or more hydraulic cylinders, the movement of the free end of the arm due to the movement of the body be calculated. Furthermore, the actuators or gangway actuators can be pre-controlled using an inverse kinematic model, for example, so that the wave-induced movement is compensated. Positional deviations due to deformation and/or vibrations of the arm, for example due to bending and/or bearing play, can be added to the position of the free end of the arm, for example.

Ist zumindest ein Sensor zum Erfassen des Andockbereichs vorgesehen, dann ist dies insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Andockstelle sich bewegt. Der oder die Sensor/en, die bei beispielsweise auf der Gangwayspitze angebracht sind, kann/können beispielsweise als Kamera oder als Light Detection and Ranging (LIDAR) Sensor oder als Radio Detection and Ranging (RADAR) Sensor ausgestaltet sein. Bei Verwendung des oder der entsprechenden Sensors/en zur Bewegungskompensation können dann die Störungen durch Verformung und/oder Schwingung, insbesondere durch Biegung oder Lagerspiel, des Arms beispielsweise direkt Eingang in einen geschlossenen Regelkreis der Bewegungskompensationseinrichtung finden. Sie würden dann die Regelgüte und Stabilität negativ beeinflussen. Damit dies verhindert wird, können diese unerwünschten, nicht im kinematischen Modell berücksichtigten Positionsabweichungen durch die Sensoreinrichtung - die die Relativposition zwischen Körper mit Arm und Armspitze ermittelt - gemessen und bei der Bestimmung des Messsignals für die Regelung durch die Bewegungskompensationseinrichtung entsprechend abgezogen werden. Aus diesem Grund wird über die Sensoreinrichtung die Verformung und/oder die Schwingung des Arms für die Bewegungskompensation ermittelt. Hierdurch verbessert sich die Regelgüte und die Stabilität der Regelung.If at least one sensor is provided for detecting the docking area, then this is particularly advantageous when the docking point is moving. The sensor(s) that are attached to the top of the gangway, for example, can be designed as a camera or as a light detection and ranging (LIDAR) sensor or as a radio detection and ranging (RADAR) sensor. When using the corresponding sensor(s) for motion compensation, the disturbances caused by deformation and/or vibration, in particular due to bending or bearing play, of the arm can then, for example, be directly input into a closed control circuit of the motion compensation device. They would then have a negative impact on control quality and stability. In order to prevent this, these unwanted position deviations that are not taken into account in the kinematic model can be measured by the sensor device - which determines the relative position between body with arm and arm tip - and subtracted accordingly when determining the measurement signal for the control by the movement compensation device. For this reason, the deformation and/or the vibration of the arm for the movement compensation is determined via the sensor device. This improves the control quality and the stability of the control.

Der Messsensor - der insbesondere zum Ermitteln der Relativposition zwischen Körper mit Arm und Armspitze vorgesehen ist - ist beispielsweise als Kamera oder LIDAR oder RADAR ausgestaltet. Sind mehrere Messsensoren vorgesehen, so können diese vom gleichen Typ sein oder so können diese als unterschiedliche Typen ausgebildet sein.The measuring sensor—which is provided in particular for determining the relative position between the body with the arm and the tip of the arm—is designed, for example, as a camera or LIDAR or RADAR. If several measuring sensors are provided, they can be of the same type or they can be designed as different types.

Mit anderen Worten kann der zumindest eine Messsensor in der Nähe der Gangwayspitze und in starrer Verbindung zu ihr eingerichtet sein, wobei er zum Schiff gerichtet ist. Der Messsensor kann dann laufend Bilder eines oder mehrerer auf dem Körper, beispielsweise in Form eines Schiffs, angebrachter Marker liefern. Als Marker wird beispielsweise ein ArUco-Marker eingesetzt. Aus den Bildern kann dann mit Hilfe von Algorithmen die Relativposition zwischen dem Messsensor und dem Marker bestimmt werden. Alternativ kann der Messsensor auch am Körper, insbesondere am Schiff, angebracht sein und der Marker ist dann beispielsweise in der Nähe der Gangwayspitze vorgesehen.In other words, the at least one measuring sensor can be set up in the vicinity of the top of the gangway and in a rigid connection to it, with it being directed towards the ship. The measurement sensor can then continuously deliver images of one or more markers attached to the body, for example in the form of a ship. An ArUco marker, for example, is used as a marker. The relative position between the measuring sensor and the marker can then be determined from the images with the aid of algorithms. Alternatively, the measuring sensor can also be attached to the body, in particular to the ship, and the marker is then provided, for example, in the vicinity of the tip of the gangway.

Von besonderen Interesse ist vorzugsweise nicht die Relativposition zwischen dem Messsensor und der Markierung, sondern vorzugsweise zwischen dem freien Ende des Arms, insbesondere der Gangwayspitze, und der Basis des Arms, insbesondere der Gangwaybasis. Diese Relativposition kann berechnet werden, vorzugsweise, nachdem die festen Relativpositionen zwischen dem freien Ende des Arms, also beispielsweise der Gangwayspitze, und der Markierung einerseits und dem Messsensor und der Basis des Arms, insbesondere der Gangwaybasis, andererseits über ein Kalibrierverfahren bestimmt worden sind. Zusätzlich, insbesondere gleichzeitig, oder alternativ kann die Relativposition zwischen der Basis des Arms, insbesondere der Gangwaybasis, und dem freien Ende des Arms, insbesondere der Gangwayspitze, mit dem kinematischen Modell des Arms, insbesondere der Gangway, berechnet werden. Die Differenzen zwischen den beiden Relativpositionen sind zunächst beispielsweise unmodifizierte Abweichungen. Ein stationärer Anteil dieser Abweichungen, wie beispielsweise eine dauerhafte Durchbiegung des Arms, kann beispielsweise als Ergänzung zum kinematischen Modell berücksichtigt werden. Dynamische Anteile, wie beispielsweise Schwingungen oder hochfrequente Schwingungen des Arms, die beispielsweise nach ruckartigen Bewegungen entstehen können, sind unerwünscht. Unter Kenntnis der unerwünschten Abweichungen kann dann die Regelung der Bewegungskompensationseinrichtung zwischen der Andockstelle und dem freien Ende des Arms erheblich verbessert werden. Hierdurch steigen die Regelungsgüte und die Stabilität.Of particular interest is preferably not the relative position between the measuring sensor and the marking, but preferably between the free end of the arm, in particular the tip of the gangway, and the base of the arm, in particular the base of the gangway. This relative position can be calculated, preferably after the fixed relative positions between the free end of the arm, for example the gangway tip, and the marking on the one hand and the measuring sensor and the base of the arm, in particular the gangway base, on the other hand have been determined using a calibration method. Additionally, in particular simultaneously, or alternatively, the relative position between the base of the arm, in particular the gangway base, and the free end of the arm, in particular the gangway tip, can be calculated using the kinematic model of the arm, in particular the gangway. The differences between the two relative positions are initially unmodified deviations, for example. A stationary part of these deviations, such as permanent deflection of the arm, can be taken into account as a supplement to the kinematic model, for example. Dynamic parts, such as vibrations or high-frequency vibrations of the arm, which can occur, for example, after jerky movements, are undesirable. With knowledge of the undesired deviations, the regulation of the movement compensation device between the docking point and the free end of the arm can then be significantly improved. This increases the control quality and stability.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren mit einem System gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte vorgesehen. Mit der Bewegungskompensationseinrichtung wird vorzugsweise die Bewegung des Arms, insbesondere kontinuierlich, kompensiert. Des Weiteren kann die Verformung und/oder die Schwingung des Arms, insbesondere kontinuierlich, über die Sensoreinrichtung ermittelt werden und für die Bewegungskompensation des Arms von der Bewegungskompensationseinrichtung verwendet werden.According to the invention, a method with a system according to one or more of the preceding aspects is provided. The movement of the arm is preferably compensated, in particular continuously, with the movement compensation device. Furthermore, the deformation and/or the vibration of the arm can be determined, in particular continuously, via the sensor device and used for the movement compensation of the arm by the movement compensation device.

Vorzugsweise ist in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass die Bewegungskompensationseinrichtung die Relativposition zwischen dem Andockbereich und dem freien Ende des Arms über Mittel, insbesondere über einen Sensor, erfasst. Die Bewegungskompensationseinrichtung kann somit zumindest einen Aktor des Arms basierend auf der Relativposition ansteuern. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass ein Abstand kleiner wird und/oder in, insbesondere kleinen, Grenzen gehalten wird.In a further embodiment of the method, it is preferably provided that the movement compensation device detects the relative position between the docking area and the free end of the arm via means, in particular via a sensor. The movement compensation device can thus control at least one actuator of the arm based on the relative position. This can be done, for example, in such a way that a distance becomes smaller and/or is kept within, in particular small, limits.

Bei dem Verfahren kann vorteilhafter Weise die Bewegungskompensationseinrichtung aus der Relativposition zwischen dem Andockbereich und dem freien Ende des Arms, die beispielsweise basierend auf den Messwerten des zumindest einen Sensors ermittelt wird, und der Relativposition zwischen dem freien Ende des Arms und der Basis des Arms, die vorzugsweise basierend auf den Messwerten des zumindest einen Messsensors ermittelt wird, die Relativposition zwischen dem Andockbereich und der Basis des Arms ermitteln. Diese Relativposition ist äußerst vorteilhaft bei der Regelung der Armposition über einen oder mehrerer seiner Aktoren.In the method, the movement compensation device can advantageously be determined from the relative position between the docking area and the free end of the arm, which is determined, for example, based on the measured values of the at least one sensor, and the relative position between the free end of the arm and the base of the arm, the is preferably determined based on the measured values of the at least one measuring sensor, the Determine the relative position between the docking area and the base of the arm. This relative position is extremely advantageous in controlling the position of the arm via one or more of its actuators.

In weiterer oder alternativer Ausgestaltung des Verfahrens ist denkbar, dass die Bewegungskompensationseinrichtung die Relativposition zwischen dem freien Ende des Arms und der Basis des Arms, basierend auf den Messwerten des zumindest einen Messsensors, ermittelt. Zusätzlich kann die Relativposition aus dem kinematischen Modell berechnet werden. Störungen können aus der Differenz der Relativpositionen erfasst werden. Somit wird die Relativposition, die über den Messsensor erfasst ist, und die Relativposition, die aus dem kinematischen Modell berechnet wird, herangezogen, und daraus wird dann eine Differenz gebildet. Bei der Differenz handelt es sich dann um die Störungen oder aus der Differenz können die Störungen ermittelt werden. Die Störungen können dann von der über den Sensor ermittelten Relativposition zwischen dem Andockbereich und dem freien Ende des Arms abgezogen werden oder berücksichtigt werden, so dass eine störungsfreie Relativposition zwischen dem Andockbereich und dem freien Ende des Arms resultiert. Die Relativposition zwischen dem Andockbereich und der Basis des Arms kann dann aus der störungsfreien Relativposition ermittelt werden. Die störungsfreie Relativposition ist dabei vorzugsweise die Relativposition zwischen dem Andockbereich und dem freien Ende des Arms und der Relativposition zwischen dem freien Ende des Arms und der Basis des Arms, die auf dem kinematischen Modell basiert, ermittelt.In a further or alternative embodiment of the method, it is conceivable that the movement compensation device determines the relative position between the free end of the arm and the base of the arm based on the measured values of the at least one measuring sensor. In addition, the relative position can be calculated from the kinematic model. Disturbances can be detected from the difference in relative positions. Thus, the relative position, which is detected via the measuring sensor, and the relative position, which is calculated from the kinematic model, are used and a difference is then formed from them. The difference is then the interference or the interference can be determined from the difference. The disturbances can then be subtracted from the relative position between the docking area and the free end of the arm determined by the sensor or taken into account, resulting in a disturbance-free relative position between the docking area and the free end of the arm. The relative position between the docking area and the base of the arm can then be determined from the interference-free relative position. The interference-free relative position is preferably determined as the relative position between the docking area and the free end of the arm and the relative position between the free end of the arm and the base of the arm, which is based on the kinematic model.

Figurenlistecharacter list

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 in einer schematischen Darstellung ein System gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 schematisch eine Regelung für das System aus 1 und
3 schematisch eine Regelung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel für das System aus 1.

Preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below using schematic drawings. Show it:

1 in a schematic representation a system according to an embodiment,
2 schematically a regulation for the system 1 and
3 schematically shows a regulation according to a further exemplary embodiment for the system 1 .

Gemäß 1 ist ein System 12 für einen schwimmenden Körper 14 in Form eines Schiffs vorgesehen. Der Körper 14 hat einen bewegbaren Arm 16, bei dem es sich um eine Schiffsgangway handelt. Der Arm 16 ist an einem Turm 10 oder Gangwayturm befestigt. Der Arm 16 kann entlang einer Hochachse 18 des Körpers 14 mit einem entsprechenden (nicht dargestellten) Aktor bewegt werden. Außerdem ist der Arm 16 um einen Drehpunkt in zwei Drehrichtungen 20 über einen entsprechenden Aktor drehbar. Somit kann der Arm 16 um den Drehpunkt nach oben und unten gedreht werden. Die Drehachse liegt dabei beispielsweise in einer Ebene, die die Hochachse 18 des Körpers 14 senkrecht schneidet. Durch die Drehung kann somit ein freies Ende 3 des Arms 16 hin zu einer Wasseroberfläche 22 oder weg von der Wasseroberfläche 22 bewegt werden. Vorzugsweise bewegt sich das freie Ende 3 oder der Arm 16 bei einer Drehung in den Drehrichtungen 20 in einer Ebene, die die Drehachse senkrecht schneidet und sich parallel zur Hochachse 18 erstreckt. Über einen weiteren Aktor kann der Arm 16 in seiner Länge verstellt werden. So ist beispielsweise ein vom Turm 10 entfernter Armteil 5 oder Gangwayteil des Arms 16 teleskopierbar oder ein- und ausfahrbar bezüglich des übrigen Arms 16.According to 1 a system 12 is provided for a floating body 14 in the form of a ship. The body 14 has a movable arm 16 which is a ship's gangway. The arm 16 is attached to a tower 10 or gangway tower. The arm 16 can be moved along a vertical axis 18 of the body 14 with a corresponding actuator (not shown). In addition, the arm 16 can be rotated about a pivot point in two directions of rotation 20 via a corresponding actuator. Thus, the arm 16 can be pivoted up and down about the fulcrum. The axis of rotation lies, for example, in a plane that perpendicularly intersects the vertical axis 18 of the body 14 . A free end 3 of the arm 16 can thus be moved towards a water surface 22 or away from the water surface 22 by the rotation. When rotating in the directions of rotation 20 , the free end 3 or the arm 16 preferably moves in a plane which perpendicularly intersects the axis of rotation and extends parallel to the vertical axis 18 . The length of the arm 16 can be adjusted via a further actuator. For example, an arm part 5 or gangway part of the arm 16 that is remote from the tower 10 can be telescoped or retracted and extended with respect to the rest of the arm 16.

Am Turm 10 ist ein Messsensor 2 einer Sensoreinrichtung lagefixiert befestigt. Der Messsensor 2 ist beispielsweise als Kamera oder als LIDAR-Sensor oder als Laser-Sensor oder RADAR-Sensor ausgestaltet. Denkbar ist auch, mehrere Messsensoren 2 vorzusehen. Diese können gleich ausgestaltet sein oder unterschiedlichen Typs sein, beispielsweise ein Kamerasensor und ein LIDAR-Sensor. Der Messsensor 2 wirkt mit einer Markierung 1 zusammen. Diese ist endseitig des Arms 16, auf Seiten seines freien Endes 3, fest und lagefixiert mit diesem verbunden. Der Messsensor 2 erfasst dann kontinuierlich die Markierung 1. Diese ist beispielsweise als Marker oder Reflektor ausgestaltet. Denkbar wäre, eine an den Messsensor 2 angepasste Markierung 1 zu verwenden. Beispielsweise kann ein vordefinierter Marker, wie beispielsweise ein ArUco-Marker, für den Messsensor 2 in Form einer Kamera eingesetzt sein. Oder es wird ein vordefinierter Marker für den Messsensor 2 in Form des LIDAR-Sensors verwendet. Denkbar wäre auch, die Markierung 1 als Reflektor oder Prisma für den Messsensor 2 in Form eines Laser-Sensors zu verwenden. Auch wäre denkbar, die Markierung 1 als RADAR-Reflektor für den Messsensor 2 auszugestalten, wenn der Sensor 2 als RADAR-Sensor ausgebildet ist. Außerdem wäre denkbar, mehrere Markierungen vorzusehen. Auch ist denkbar, mehrerer Markierungen gleichen Typs oder unterschiedlichen Typs auszugestalten. Die Markierung 1 ist vorzugsweise in unmittelbarer Nähre zum freien Ende 3 oder zur Gangwayspitze starr mit dem Arm 16, insbesondere mit dem Armteil 5, verbunden. Alternativ wäre denkbar, dass die Position der Markierung 1 und des Messsensors 2 vertauscht ist. Auch wäre denkbar, bei der Position der Markierung 1 zusätzlich einen weiteren Messsensor vorzusehen und bei der Position des Messsensors 2 eine weitere Markierung, wobei der weitere Messsensor und die weitere Markierung in Wirkverbindung stehen. Außerdem ist denkbar, an weiteren Positionen zumindest einen weiteren Messsensor und/oder eine weitere Markierung vorzusehen, um eine Messgenauigkeit weiter zu verbessern.A measuring sensor 2 of a sensor device is fixed in position on the tower 10 . The measuring sensor 2 is designed, for example, as a camera or as a LIDAR sensor or as a laser sensor or RADAR sensor. It is also conceivable to provide several measuring sensors 2 . These can be of the same design or of different types, for example a camera sensor and a LIDAR sensor. The measuring sensor 2 interacts with a marking 1 . This is the end of the arm 16, on the side of its free end 3, fixed and fixed in position with this. The measuring sensor 2 then continuously detects the marking 1. This is designed, for example, as a marker or reflector. It would be conceivable to use a marking 1 adapted to the measuring sensor 2 . For example, a predefined marker, such as an ArUco marker, can be used for the measurement sensor 2 in the form of a camera. Or a predefined marker for the measurement sensor 2 in the form of the LIDAR sensor is used. It would also be conceivable to use the marking 1 as a reflector or prism for the measuring sensor 2 in the form of a laser sensor. It would also be conceivable to design the marking 1 as a RADAR reflector for the measuring sensor 2 if the sensor 2 is designed as a RADAR sensor. It would also be conceivable to provide several markings. It is also conceivable to design several markings of the same type or of different types. the Marker 1 is preferably rigidly connected to the arm 16, in particular to the arm part 5, in the immediate vicinity of the free end 3 or the tip of the gangway. Alternatively, it would be conceivable for the position of the marking 1 and the measuring sensor 2 to be reversed. It would also be conceivable to additionally provide a further measuring sensor at the position of the marking 1 and a further marking at the position of the measuring sensor 2, with the further measuring sensor and the further marking being operatively connected. It is also conceivable to provide at least one additional measurement sensor and/or one additional marking at additional positions in order to further improve measurement accuracy.

Des Weiteren ist bei dem System 12 aus 1 endseitig des Arms 16, insbesondere benachbart zu seinem freien Ende 3, ein Sensor 8 angeordnet. Dieser dient zum Erfassen eines Andockbereichs 4 oder einer Andockstelle eines weiteren Körpers. Der Andockbereich 4 ist beispielsweise ortsfest oder ebenfalls schwimmend, indem er beispielsweise Teil eines Schiffs ist.Furthermore, in the system 12 is off 1 at the end of the arm 16, in particular adjacent to its free end 3, a sensor 8 is arranged. This is used to capture a docking area 4 or a docking point of another body. The docking area 4 is, for example, stationary or also floating, for example by being part of a ship.

In der weiteren Beschreibung werden folgende Begrifflichkeiten verwendet: Eine Relativposition zwischen zwei Körpern soll die Translation und die Rotation zwischen den Koordinatensystemen der beiden Körper oder Starrkörper erfassen und weist im besonderen sieben Werte auf. Zum einen Translationen in drei Koordinatenrichtungen und vier Quaternionenwerte, um eine Rotation darzustellen. Alternativ zu den vier Quaternionenwerten ist denkbar, beispielsweise drei Eulerwinkel zu verwenden. Die Relativposition zwischen zwei Körpern A und B soll mit TAB abgekürzt werden. Hierbei handelt es sich um eine homogene Transformation, die einen homogenen Vektor vom Koordinatensystem B in das Koordinatensystem A überführt. Ist die Transformation von Koordinatensystem B nach A T_AB und vom Koordinatensystem A nach C T_CA bekannt, so ergibt sich die Transformation von B nach C T_CB als Konkatenation der Einzeltransformationen T_CA * T_AB.The following terms are used in the further description: A relative position between two bodies is intended to capture the translation and the rotation between the coordinate systems of the two bodies or rigid bodies and has, in particular, seven values. On the one hand translations in three coordinate directions and four quaternion values to represent a rotation. As an alternative to the four quaternion values, it is conceivable to use three Euler angles, for example. The relative position between two bodies A and B shall be abbreviated as TAB. This is a homogeneous transformation that transfers a homogeneous vector from coordinate system B to coordinate system A. If the transformation from coordinate system B to AT _AB and from coordinate system A to CT _CA is known, then the transformation from B to CT _CB results as a concatenation of the individual transformations T _CA * T _AB .

In einem ersten Schritt erfolgt die Bestimmung einer Positionsdifferenz zwischen einem berechneten kinematischen Modell und einer tatsächlichen Messung der Position des Arms 16, was im Folgenden erläutert ist. Vorzugsweise bestimmt eine schematisch in 1 dargestellte Bewegungskompensationseinrichtung 24 oder eine Sensoreinheit mit dem Messsensor 2, insbesondere mit einem computerimplementierten Algorithmus, die Relativposition zwischen dem Messsensor 2 und der Markierung 1. Die Relativposition ist insbesondere aus drei Translationswerten und vier Quaternionenwerten zusammengesetzt. Vorzugsweise wir initial zusätzlich eine Relativposition zwischen der Markierung 1 und dem freien Ende 3 oder der Gangwayspitze und eine Relativposition zwischen dem Messsensor 2 und einer Basis 9 oder Gangwaybasis ermittelt. Es kann somit auf die Relativposition zwischen dem freien Ende 3 und der Basis 9 oder dem Abstand zwischen diesen Punkten basierend auf dem Messsensor 2 erfassten Werten geschlossen werden. Zusätzlich wird diese Relativposition vorzugsweise über ein kinematisches Modell oder kinematisches Starrkörpermodell berechnet. Durch ein geeignetes Kalibrierverfahren kann die Differenz dieser Relativpositionen ermittelt werden. In anderen Worten kann durch ein geeignetes Kalibierverfahren die Positionsdifferenz für die Gangwayspitze zwischen dem kinematischen Modell für die Gangway und den vom Messsensor 2 tatsächlich erfassten Positionswert ermittelt werden.In a first step, a position difference is determined between a calculated kinematic model and an actual measurement of the position of the arm 16, which is explained below. Preferably, a schematic in 1 represented movement compensation device 24 or a sensor unit with the measuring sensor 2, in particular with a computer-implemented algorithm, the relative position between the measuring sensor 2 and the marking 1. The relative position is composed in particular of three translation values and four quaternion values. A relative position between the marking 1 and the free end 3 or the tip of the gangway and a relative position between the measuring sensor 2 and a base 9 or gangway base are preferably also initially determined. It is thus possible to draw conclusions about the relative position between the free end 3 and the base 9 or the distance between these points based on the values recorded by the measuring sensor 2 . In addition, this relative position is preferably calculated using a kinematic model or kinematic rigid body model. The difference between these relative positions can be determined using a suitable calibration method. In other words, the position difference for the gangway tip between the kinematic model for the gangway and the position value actually detected by the measuring sensor 2 can be determined by a suitable calibration method.

Es ist denkbar, dass nicht nur ein Messsensor 2 zum Einsatz kommt, sondern mehrere, insbesondere parallel, deren Einzelsignale dann zu einem Gesamtsignal fusioniert werden.It is conceivable that not only one measuring sensor 2 is used, but several, in particular in parallel, whose individual signals are then merged to form an overall signal.

In einem nächsten zweiten Schritt wird dann die Positionsdifferenz aus dem vorhergehenden Schritt in einer Regelung für die Bewegungskompensation durch die Bewegungskompensationseinrichtung 24 berücksichtigt. Die Regelung funktioniert folgendermaßen: Mit Hilfe eines oder mehrerer der Sensoren 8 wird die Relativposition zwischen dem Andockbereich 4 und dem freien Ende 3, insbesondere kontinuierlich, bestimmt. Ein Regler der Bewegungskompensationseinrichtung 24 steuert dann Aktoren des Arms 16 derart an, dass diese Relativposition hinreichend klein wird und in entsprechend hinreichend kleinen Grenzen gehalten wird. Das heißt, dass ein Kontakt zwischen dem Andockbereich 4 und dem freien Ende 3 vorzugsweise aufgebaut und gehalten wird. In das Signal des Messsensors 2 oder Relativpositionssignal gehen sämtliche Bewegungen des freien Endes 3 ein, beispielsweise alle Schwingungen, die sich aufgrund des Spiels oder der Biegung des teleskopierbaren Arms 5 ergeben. Dieser Signalanteil ist aufgrund seiner geringen Größe für ein genaues Regelergebnis wenig relevant, allerdings kann er umgekehrt das Regelverhalten negativ beeinflussen bis hin zur Instabilität. Um diesen negativen Effekt zu vermeiden, werden die Signalanteile, die im vorhergehend beschriebenen Schritt als Differenz zwischen dem kinematischen Modell und der Messung über den Messsensor 2 bestimmt wurden, bei der Regelung der Bewegungskompensation vorteilhaft benutzt.In a next second step, the position difference from the previous step is then taken into account in a regulation for the movement compensation by the movement compensation device 24 . The regulation works as follows: With the help of one or more of the sensors 8, the relative position between the docking area 4 and the free end 3 is determined, in particular continuously. A regulator of the movement compensation device 24 then controls actuators of the arm 16 in such a way that this relative position becomes sufficiently small and is kept within sufficiently small limits. This means that contact between the docking area 4 and the free end 3 is preferably established and maintained. All movements of the free end 3, for example all vibrations that result from the play or the bending of the telescoping arm 5, are included in the signal from the measuring sensor 2 or the relative position signal. Due to its small size, this signal component is of little relevance for an accurate control result, but conversely it can negatively influence the control behavior up to instability. In order to avoid this negative effect, the signal components that were determined in the previously described step as the difference between the kinematic model and the measurement via the measurement sensor 2 are advantageously used when controlling the movement compensation.

In 2 wird mit T_yx die Relativposition zwischen Element X oder Körper X und Element Y oder Körper Y oder zwischen dem Koordinatensystem von Körper X und Y bezeichnet. X und Y betreffen im Folgenden die Bezugszeichen aus 1. Die Bestimmung von P₃₉, also die Relativposition zwischen der Basis 9 und dem freien Ende 3 wurde in Schritt 1 erläutert. Wie vorstehend erläutert wird über den Sensor 8 die Relativposition T₄₃ zwischen dem freien Ende 3 und dem Andockbereich 4 ermittelt. Fügt man T₃₉ und T₄₃ zusammen, so ergibt sich die Relativposition zwischen der Basis 9 und dem Andockbereich 4, was als T₄₉ bezeichnet wird. Gemäß 2 wird für die Relativposition T₃₉ die Relativposition zwischen T₁₂, also zwischen der Markierung 1 und dem Messsensor 2, über einen Positionsbestimmungsalgorithmus 26 ermittelt. Als Eingang für diesen ist das Messsignal des Messsensors 2 vorgesehen. Als weitere Basis für die Relativposition T₃₉ dient die Relativposition T₃₁, also zwischen dem freien Ende 3 und der Markierung 1, die über einen Kalibrierungsalgorithmus 28 ermittelt wird. Außerdem dient als Basis für die Relativposition T₃₉ die Relativposition zwischen dem Messsensor 2 und der Basis 9, die als T₂₉ bezeichnet ist und über einen Kalibrierungsalgorithmus 30 ermittelt wird. Aus den Relativpositionen T₁₂, T₃₁ und T₂₉ ergibt sich dann die Relativposition T₃₉. Für die Relativposition T₄₃ aus 2 dient die Relativposition T₄₈ zwischen dem Sensor 8 und dem Andockbereich 4 und die Relativposition T₈₃ zwischendem freien Ende 3 und dem Sensor 8 als Basis. Die Relativposition T₄₈ wird über einen Positionsbestimmungsalgorithmus 32 ermittelt, der als Eingang Sensorsignale des Sensors 8 hat. Die Relativposition T₈₃ wird über einen Kalibrierungsalgorithmus 33 ermittelt. Wie bereits beschrieben ergibt sich dann aus Relativpositionen T₃₉ und T₄₃ die Relativposition T₄₉. Da die Messsignale der Sensoren 2 und 8 die ungewollten Störungen enthalten, kompensieren sich diese in der Addition, so dass sich eine daraus ergebende Relativposition T₄₉, s. 2, störungsfrei ist. Diese eignet sich somit wesentlich besser zur Regelung, als wenn T₄₃ mit T_39,ideal aus einem idealisierten, insbesondere starren, kinematischen Modell des Arms 16 kumuliert wird.In 2 T _{yx denotes} the relative position between element X or body X and element Y or body Y or between the coordinate system of body X and Y. In the following, X and Y relate to the reference symbols from FIG 1 . The determination of P ₃₉ , ie the relative position between the base 9 and the free end 3, was explained in step 1. As explained above about the sensor 8 determines the relative position T ₄₃ between the free end 3 and the docking area 4 . Adding T ₃₉ and T ₄₃ together results in the relative position between the base 9 and the docking area 4, which is referred to as T ₄₉ . According to 2 For the relative position T ₃₉ , the relative position between T ₁₂ , ie between the marking 1 and the measurement sensor 2 , is determined using a position determination algorithm 26 . The measurement signal of the measurement sensor 2 is provided as the input for this. The relative position T ₃₁ , ie between the free end 3 and the marking 1 , which is determined via a calibration algorithm 28 , serves as a further basis for the relative position T ₃₉ . In addition, the relative position between the measurement sensor 2 and the base 9, which is designated as T ₂₉ and is determined via a calibration algorithm 30, serves as the basis for the relative position T ₃₉ . The relative position T ₃₉ then results from the relative positions T ₁₂ , T ₃₁ and T ₂₉ . For the relative position T ₄₃ off 2 the relative position T ₄₈ between the sensor 8 and the docking area 4 and the relative position T ₈₃ between the free end 3 and the sensor 8 serve as a basis. The relative position T ₄₈ is determined via a position determination algorithm 32 which has sensor signals from the sensor 8 as input. The relative position T ₈₃ is determined using a calibration algorithm 33 . As already described, the relative position T ₄₉ then results from the relative positions T ₃₉ and T ₄₃ . Since the measuring signals of the sensors 2 and 8 contain the unwanted disturbances, these compensate each other in the addition, so that a resulting relative position T ₄₉ , s. 2 , is trouble-free. This is therefore much better suited for regulation than if T ₄₃ is cumulated with T _39,ideal from an idealized, in particular rigid, kinematic model of arm 16.

Der Arm 16 aus 1 kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Relativpositionen T₃₉ zwischen der Basis 9 und dem freien Ende realisieren. Entsprechend muss dem Regler der Bewegungskompensationseinrichtung 24 vorgegeben werden, wo das freie Ende 3 oder die Gangwayspitze relativ zum Andockbereich 4 oder der Andockstelle stehen soll, wobei dies als T_34,Soll bezeichnet ist, s. 2. Soll das freie Ende 3 oder die Gangwayspitze exakt auf dem Andockbereich 4 positioniert werden, so ist der Sollwert für den Regler T_39,Soll = T₄₉. Eine Positionierung in einem beliebigen Abstand zum Andockbereich 4 ist aber auch möglich, wobei dann T_39,Soll = T_34,Soll * T₄₉ gilt. Der Regler setzt dann aus den Relativpositionen T₄₉ und T_34,Soll, die Relativpositionsanforderung als Reglersollwert T_39,Soll um. Dies erfolgt dadurch, dass aus T_39,Soll über ein inverses Modell 34 Aktoranforderungen errechnet werden, die zum Erreichen der Sollfunktion benötigt werden. Als Aktoranforderungen sind beispielsweise bei Hydrozylindern Ausfahr- und Einfahrlängen einer jeweiligen Kolbenstange und Aus- und Einfahrgeschwindigkeiten der jeweiligen Kolbenstange vorgesehen. Gemäß 2 sind beispielhaft drei Aktoren 36, 38 und 40 schematisch dargestellt.The arm 16 off 1 can realize a variety of different relative positions T ₃₉ between the base 9 and the free end. Correspondingly, the controller of the movement compensation device 24 must be specified where the free end 3 or the tip of the gangway should be relative to the docking area 4 or the docking point, this being referred to as T _34,Soll , see FIG. 2 . If the free end 3 or the tip of the gangway is to be positioned exactly on the docking area 4, the setpoint for the controller is T _39,set = T ₄₉ . However, positioning at any desired distance from the docking area 4 is also possible, in which case T _39,Soll =T _34,Soll * T ₄₉ then applies. The controller then converts the relative position request from the relative positions T ₄₉ and T _34,Soll as the controller setpoint T _39,Soll . This is done by using an inverse model 34 to calculate actuator requirements from T _39,Soll that are required to achieve the desired function. In the case of hydraulic cylinders, for example, extension and retraction lengths of a respective piston rod and extension and retraction speeds of the respective piston rod are provided as actuator requirements. According to 2 three actuators 36, 38 and 40 are shown schematically as an example.

Gemäß 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Regelung der Bewegungskompensationseinrichtung 24 aus 1 gezeigt. Die Bestimmung der Relativpositionen T₃₉ und T₄₃ ist entsprechend 2 ausgestaltet. Die Relativposition T₄₉ wird allerdings alternativ berechnet. Unerwünschte Störungen ΔT₃₉ werden explizit berechnet als Differenz zwischen Relativpositionen T₃₉, Modell aus dem kinematischen Modell 42 des Arms 16 und der über die Sensorsignale des Messsensors 2 bestimmte Relativposition T₃₉ zwischen der Basis 9 und dem freien Ende 3. Zum Berechnen des Modells 42 werden Sensorsignale der Sensoren 44, 46 und 48 verwendet, die einen jeweiligen Aktor 36, 38 und 40 zugeordnet sind. Die Sensoren 44 bis 48 ermitteln beispielsweise die aktuelle Aktorposition, womit ein Rückschluss auf die Position des Arms 16 ermöglicht ist. Im Anschluss werden die Störungen, insbesondere ΔT₃₉, von der über den Sensor 8 bestimmten Relativposition zwischen dem freien Ende 3 und dem Andockbereich 4, die als T₄₃ bezeichnet ist, abgezogen. Daraus wird eine störungsfreie Relativposition T_43,ohne Störung erhalten. Die Relativposition T₄₉ ergibt sich dann aus der störungsfreien Relativposition T_43,ohne Störung und T_39,modell. Die weitere Verarbeitung der Relativposition T₄₉ ist entsprechend 2 ausgestaltet.According to 3 FIG. 1 shows a further embodiment of a regulation of the movement compensation device 24 1 shown. The determination of the relative positions T ₃₉ and T ₄₃ is corresponding 2 designed. However, the relative position T ₄₉ is calculated alternatively. Undesirable disturbances ΔT ₃₉ are calculated explicitly as the difference between the relative positions T ₃₉ , model from the kinematic model 42 of the arm 16, and the relative position T ₃₉ between the base 9 and the free end 3 determined via the sensor signals of the measuring sensor 2. To calculate the model 42 sensor signals from the sensors 44, 46 and 48, which are associated with a respective actuator 36, 38 and 40, are used. The sensors 44 to 48 determine, for example, the current actuator position, which allows the position of the arm 16 to be inferred. The disturbances, in particular ΔT ₃₉ , are then subtracted from the relative position between the free end 3 and the docking area 4 determined by the sensor 8 and denoted as T ₄₃ . From this, an interference-free relative position T _{43, is obtained without} interference. The relative position T ₄₉ then results from the interference-free relative position T _43,without interference and T _39,model . The further processing of the relative position T ₄₉ is corresponding 2 designed.

BezugszeichenlisteReference List

11: Markierungmark
22: Messsensormeasuring sensor
33: freies Endefree end
55: Armteilarm part
44: Andockbereichdocking area
88th: Sensorsensor
99: BasisBase
1010: TurmTower
1212: Systemsystem
1414: KörperBody
1616: Armpoor
1818: Hochachsevertical axis
2020: Drehrichtungdirection of rotation
2222: Wasseroberflächewater surface
2424: Bewegungskompensationseinrichtungmotion compensation device
26, 3226, 32: Positionsbestimmungsalgorithmuspositioning algorithm
28, 30, 3328, 30, 33: KalibrierungsalgorithmusCalibration Algorithm
3434: Inverses Modellinverse model
36, 38, 4036, 38, 40: Aktoractuator
4242: Modellmodel
44, 46, 4844, 46, 48: Sensorsensor

Claims

System mit einem schwimmenden Körper (14), der einen Arm (16) aufweist, wobei der Arm (16) über zumindest einen Aktor (36, 38, 40) bewegbar ist, wobei eine Bewegungskompensationseinrichtung (24) vorgesehen ist, mit der eine Bewegung des Arms (16) kompensierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensoreinrichtung (1, 2) vorgesehen ist, die derart eingerichtet ist, dass eine Verformung des Arms (16) und/oder eine Schwingung des Arms (16) ermittelbar ist, wobei die Bewegungskompensationseinrichtung (24) derart eingerichtet ist, dass die von der Sensoreinrichtung (1, 2) ermittelte Verformung und/oder Schwingung für die Bewegungskompensation eingesetzt ist.System with a floating body (14) having an arm (16), the arm (16) being movable via at least one actuator (36, 38, 40), a movement compensation device (24) being provided, with which a movement of the arm (16) can be compensated for, characterized in that a sensor device (1, 2) is provided which is set up in such a way that a deformation of the arm (16) and/or a vibration of the arm (16) can be determined, the Movement compensation device (24) is set up in such a way that the sensor device (1, 2) determined deformation and / or vibration for the movement compensation is used.

System nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinrichtung derart eingerichtet ist, dass eine Relativposition zwischen zwei Bereichen des Arms (16) ermittelbar ist.system after claim 1 , wherein the sensor device is set up such that a relative position between two areas of the arm (16) can be determined.

System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sensoreinrichtung (1, 2) zumindest einen Messsensor (2) hat, der am Arm (16) angeordnet ist, wobei der Messsensor (2) in Wirkverbindung mit zumindest einer am Körper (14) angebrachten Markierung (1) steht, oder der am Körper (14) angeordnet ist, wobei der Messsensor (2) in Wirkverbindung mit zumindest einer am Arm (16) angebrachten Markierung (1) steht.system after claim 1 or 2 , wherein the sensor device (1, 2) has at least one measuring sensor (2) which is arranged on the arm (16), wherein the measuring sensor (2) is in operative connection with at least one marking (1) attached to the body (14), or which is arranged on the body (14), the measuring sensor (2) being in operative connection with at least one marking (1) attached to the arm (16).

System nach Anspruch 3, wobei die Bewegungskompensationseinrichtung (24) derart eingerichtet ist, dass aus den erfassten Werten des Messsensors (2) eine Relativposition zwischen dem freien Ende (3) und der Basis (9) des Arms (16) ermittelbar ist.system after claim 3 , wherein the movement compensation device (24) is set up in such a way that a relative position between the free end (3) and the base (9) of the arm (16) can be determined from the detected values of the measuring sensor (2).

System nach Anspruch 4, wobei die Bewegungskompensationseinrichtung (2) derart eingerichtet ist, dass eine Relativposition zwischen dem freien Ende (3) des Arms (16) und der Basis (9) des Arms (16) über ein kinematisches Modell ermittelt ist.system after claim 4 , wherein the movement compensation device (2) is set up such that a relative position between the free end (3) of the arm (16) and the base (9) of the arm (16) is determined via a kinematic model.

System nach Anspruch 5, wobei die Bewegungskompensationseinrichtung (24) derart eingerichtet ist, dass es die stationäre Abweichung zwischen der Relativposition, die aus den Werten des Messsensors (2) ermittelt ist, und der Relativposition, die aus dem kinematischen Modell ermittelt ist, als Ergänzung zum kinematischen Modell berücksichtigt, um die Position des Arms (16) zu regeln, und/oder dass es die dynamische Abweichung zwischen der Relativposition, die aus den Werten des Messsensors (2) ermittelt ist, und der Relativposition, die aus dem kinematischen Modell ermittelt ist, bei der Regelung der Position des Arms (16) derart berücksichtigt, dass die Stabilität der Regelung verbessert ist.system after claim 5 , wherein the movement compensation device (24) is set up in such a way that it takes into account the stationary deviation between the relative position, which is determined from the values of the measuring sensor (2), and the relative position, which is determined from the kinematic model, as a supplement to the kinematic model to regulate the position of the arm (16) and/or that it is the dynamic deviation between the relative position determined from the values of the measuring sensor (2) and the relative position determined from the kinematic model at which Regulation of the position of the arm (16) is taken into account in such a way that the stability of the regulation is improved.

System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewegungskompensationseinrichtung (14) zumindest einen Sensor aufweist, der derart eingerichtet ist, um eine Bewegung des Körpers (14) zu erfassen.System according to one of the preceding claims, wherein the movement compensation device (14) has at least one sensor which is set up in such a way to detect a movement of the body (14).

System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein weiterer Körper vorgesehen ist, der einen Andockbereich (4) für den Arm (16) aufweist, an den oder benachbart oder gegenüber zu diesem das freie Ende (3) des Arms (16) anordenbar ist.System according to one of the preceding claims, wherein a further body is provided which has a docking area (4) for the arm (16) on or adjacent to or opposite to which the free end (3) of the arm (16) can be arranged.

System nach Anspruch 8, wobei die Bewegungskompensationseinrichtung (24) derart eingerichtet ist, dass die Relativposition zwischen dem Andockbereich (4) und dem freien Ende (3) des Arms (16) erfassbar ist und eine relative Abweichung zwischen dem Andockbereich (4) und dem freien Ende (3) minimierbar ist.system after claim 8 , wherein the movement compensation device (24) is set up in such a way that the relative position between the docking area (4) and the free end (3) of the arm (16) can be detected and a relative deviation between the docking area (4) and the free end (3 ) can be minimized.

System nach Anspruch 8 oder 9, wobei zumindest ein Sensor (8) zum Erfassen des Andockbereichs (4) vorgesehen ist.system after claim 8 or 9 , wherein at least one sensor (8) for detecting the docking area (4) is provided.

System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regelung des Arms (16) über die Bewegungskompensationseinrichtung (24) auf einem kinematischen Modell des Arms (16) basiert.System according to one of the preceding claims, in which the regulation of the arm (16) via the movement compensation device (24) is based on a kinematic model of the arm (16).

Verfahren mit einem System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mit der Bewegungskompensationseinrichtung (24) die Bewegung des Arms (16) kompensiert wird, wobei die Verformung und/oder die Schwingung des Arms (16) ermittelt wird und für die Bewegungskompensation des Arms (16) der Bewegungskompensationseinrichtung (24) verwendet wird.Method with a system according to one of the preceding claims, the movement of the arm (16) being compensated for with the movement compensation device (24), the deformation and/or the oscillation of the arm (16) being determined and for the movement compensation of the arm (16 ) of the movement compensation device (24) is used.

Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Bewegungskompensationseinrichtung (24) aus der Relativposition (T₄₃) zwischen dem Andockbereich (4) und dem freien Ende (3) des Arms (16), die basierend auf den Messwerten des zumindest einen Sensors (8) ermittelt wird, und aus der Relativposition (T₃₉) zwischen dem freien Ende (3) des Arms (16) und der Basis (9) des Arms (16), die basierend auf den Messwerten des zumindest einen Messsensors (2) ermittelt wird, die Relativposition (T₄₉) zwischen dem Andockbereich (4) und der Basis (9) des Arms (16) ermittelt.procedure after claim 12 , wherein the movement compensation device (24) from the relative position (T ₄₃ ) between the docking area (4) and the free end (3) of the arm (16), which is determined based on the measured values of the at least one sensor (8), and from the relative position (T ₃₉ ) between the free end (3) of the arm (16) and the base (9) of the arm (16), which is determined based on the measured values of the at least one measuring sensor (2), the relative po Position (T ₄₉ ) determined between the docking area (4) and the base (9) of the arm (16).

Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Bewegungskompensationseinrichtung (24) die Relativposition (T₄₃) zwischen dem Andockbereich (4) und dem freien Ende (3) des Arms (16) über Mittel (8) erfasst, und wobei die Bewegungskompensationseinrichtung (24) zumindest einen Aktor (36, 38, 40) des Arms (16) basierend auf der Relativposition (T₄₃) ansteuert, so dass ein Abstand zwischen dem Andockbereich (4) und dem freien Ende (3) kleiner wird und/oder in Grenzen gehalten wird.procedure after Claim 13 , the movement compensation device (24) detecting the relative position (T ₄₃ ) between the docking area (4) and the free end (3) of the arm (16) via means (8), and the movement compensation device (24) having at least one actuator (36 , 38, 40) of the arm (16) based on the relative position (T ₄₃ ), so that a distance between the docking area (4) and the free end (3) becomes smaller and/or is kept within limits.

System nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Bewegungskompensationseinrichtung (24) die Relativposition (T₃₉) zwischen dem freien Ende (3) des Arms (16) und der Basis (9) des Arms (16), die basierend auf den Messwerten des zumindest einen Messsensors (2) ermittelt ist, erfasst, und die Relativposition (T_39,Modell) zwischen dem freien Ende des Arms (3) und der Basis (9) des Arms (16) aus dem kinematischen Modell (42) berechnet, wobei aus diesen Relativpositionen (T₃₉, T_39,Modell) Störungen ermittelbar sind, die bei der über den Sensor (8) ermittelten Relativposition (T₄₃) zwischen dem Andockbereich (4) und dem freien Ende (3) des Arms (16) berücksichtigt werden, so dass eine störungsfreie Relativposition (T₄₃,_ohne Störung) zwischen dem Andockbereich (4) und dem freien Ende (3) resultiert.system after claim 12 or 13 , wherein the movement compensation device (24) determines the relative position (T ₃₉ ) between the free end (3) of the arm (16) and the base (9) of the arm (16) based on the measured values of the at least one measuring sensor (2). is detected, and the relative position (T _{39, model} ) between the free end of the arm (3) and the base (9) of the arm (16) is calculated from the kinematic model (42), these relative positions (T ₃₉ , T _{39, model} ) faults can be determined, which are taken into account in the relative position (T ₄₃ ) between the docking area (4) and the free end (3) of the arm (16) determined by the sensor (8), so that a fault-free relative position (T ₄₃ , _without disturbance) between the docking area (4) and the free end (3).