CN105438998A - 轮胎吊行走定位纠偏防撞方法 - Google Patents

Abstract

本发明通过在轮胎吊四个门腿轮胎前轮支架上各安装一个激光扫描仪，并在轮胎吊车道背面过道中心线上以一定的距离或者以集装箱长度为间隔安装立柱，立柱处于一条直线上，激光扫描仪检测立柱位置和集装箱堆场上集装箱侧面和集装箱之间缝隙，实现轮胎吊行走定位、在堆场内箱位位置定位、自动纠偏、防撞警报。本发明包括激光扫描仪，轮胎前轮支架，警报器，箱位管理显示器，轮胎吊PLC，计算机，立柱，显示器，集装箱。激光扫描仪安装在防雨罩内，能随轮胎转动而转动。计算机安装在电气室。警报器安装在轮胎吊驾驶室内。激光扫描仪、警报器、箱位管理显示器、显示器均与计算机相连。计算机与轮胎吊PLC相连，参与轮胎吊行走控制。

Description

轮胎吊行走定位纠偏防撞方法

技术领域

本发明涉及用于集装箱装卸作业中轮胎吊的定位、行走纠偏防撞，尤其适合轮胎吊吊运集装箱装卸作业。

背景技术

目前，场地集装箱轮胎吊行走纠偏和防撞的检测手段包括GPS定位自动纠偏法，单点激光测距仪结合反射板自动纠偏法，图像处理纠偏，人工纠偏，以集装箱侧面为参考面的轮胎吊纠偏法，但这些方法都各有缺点。GPS定位容易受到人为篡改数据导致数据出错且需定期校正。单点激光测距仪结合反射板自动纠偏法，则需要在一旁安装长反射板，并不实用。图像处理纠偏容易受天气光线影响，稳定性不够。轮胎吊司机调整车轮行走方向，即人工纠偏，这种方法精度低，容易造成司机疲劳。以集装箱侧面为参考面的轮胎吊纠偏法则当堆场上没有集装箱时，无法准确对位。

发明内容

本发明通过在轮胎吊四个门腿轮胎前轮支架上各安装一个激光扫描仪，并在轮胎吊车道背面过道中心线上以一定的距离或者以集装箱长度为间隔安装立柱，激光扫描仪检测立柱位置，实现轮胎吊在堆场内箱位位置定位、自动纠偏。

本发明采用以下技术方案：激光扫描仪、轮胎前轮支架、立柱、计算机、警报器、箱位管理显示器(即驾驶室管理系统界面终端)、显示器、集装箱、轮胎吊PLC。安装四个激光扫描仪在轮胎吊四个门腿轮胎前轮支架上，水平扫描，能随轮胎转动而转动。激光扫描仪均安装在防雨罩内。立柱以一定的距离或者以集装箱长度为间隔安装在两条轮胎吊车道背面之间过道中间线上，本发明是以立柱为主要参考，故所安装立柱应处于一条直线上。显示器安装在驾驶室内，实时显示轮胎吊在堆场上的位置以及偏离距离角度等。四个激光扫描仪可以检测到堆场上集装箱侧面和集装箱之间的缝隙的同时，其中两个激光扫描仪可以检测到立柱，作为轮胎吊箱区贝位定位及行走纠偏的参考。计算机安装在电气室。警报器安装在轮胎吊驾驶室内。激光扫描仪、警报器、箱位管理显示器均与计算机相连。计算机与轮胎吊PLC相连，参与轮胎吊行走控制。

四个激光扫描仪，同时对集装箱堆场上集装箱侧面和集装箱与集装箱之间缝隙扫描测距，但仅远离集卡车道的两个激光扫描仪能检测到立柱。在检测过程中，通过实时测量多根相邻立柱之间的距离以及立柱平面与轮胎吊行车方向的距离和角度来进行纠偏。若轮胎吊偏离行车车道或轮胎吊轮胎方向偏离规划线方向，激光扫描仪所测的各个立柱到激光扫描仪的距离会大于或小于正常情况下，计算机根据轮胎转向角度，分析数据，可预判轮胎吊在预见范围内若不纠偏继续行走的偏离距离。计算机发出纠偏信号给轮胎吊PLC，参与轮胎吊行走控制，把偏离距离控制在可容忍范围内。

激光扫描仪除了可以检测到立柱外，还可以检测到对面集装箱的侧面和集装箱之间的缝隙。所以，轮胎吊的纠偏可以通过实时测量对面集装箱侧平面与轮胎吊行车方向的距离和角度来实现。

由于激光扫描仪可以检测到对面集装箱列，这可作为确定贝位的基础。若立柱安装的距离是集装箱长度，则一个立柱相当于一贝位，这也可作为确定贝位的基础。当轮胎吊到达工作集装箱列，司机通过箱位管理显示器得知当前所在贝位数，按下确定键，计算机记忆当前贝位。或通过吊具开闭锁信号确认提供当前所在贝位数，可免去司机人工确认。以当前贝位作为原点，当轮胎吊继续往前或往后运动时，计算机通过确认键或开闭锁信息记忆当前贝位与激光扫描仪的检测数据得出轮胎吊在行进过程中的贝位数和下一个停车贝位数，获取轮胎吊在堆场内的定位。轮胎吊编码器所提供的行走距离信息可校准贝位，这样可更精确获取贝位数和大车位置。这一工作方法可以取代GPS定位。

在轮胎吊场内行走过程中，四个安装在轮胎吊门腿上的激光扫描仪实时检测正前后方是否有障碍物。检测范围分为远区、中区和近区。检测到远区车道上有障碍物，计算机视为无障碍，轮胎吊正常行驶；检测到中区车道上有障碍物，计算机发慢速信号给轮胎吊PLC，轮胎吊慢速行驶；检测到近区车道上有障碍物，计算机发警报信号给警报器，发控制信号给轮胎吊PLC停止轮胎吊前行或后退。

当轮胎吊在大路上行走时，如果轮胎吊的轮胎朝外旋转90度，四个激光扫描仪可用作轮胎吊前后行走防撞。激光扫描仪检测前后方，经过计算机的数据分析，可知轮胎吊前后方在具体距离上是否有障碍物。若障碍物在较远的距离，计算机发出警报指令给警报器，以警示司机慢速。若障碍物在较近的距离，计算机发出停车指令，通过轮胎吊PLC给轮胎吊，轮胎吊停止行走。

司机驾驶室内的显示器通过图形界面显示轮胎吊当前位置，偏移角度和距离，堆场上集装箱之间缝隙大小等必要信息。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：实现轮胎吊行走定位，自动纠偏，即使堆场上没有集装箱运可以实现纠偏，自动检测行走路径上的障碍，自动防撞，消除安全隐患，减轻司机疲劳，有效提高场地集装箱轮胎吊的吊运集装箱装卸效率。

附图说明

附图1轮胎吊行走定位纠偏及防撞原理示意图

附图2一个轮胎吊和立柱安装立体图

附图3两个轮胎吊和立柱安装俯视图

附图中主要部件的符号说明：

(1)计算机(8)集装箱

(2)激光扫描仪(防雨罩内)(9)小车

(3)箱位管理显示器(10)吊具

(4)警报器(11)驾驶室

(5)轮胎吊PLC(12)车道规划线

(6)激光检测线(13)立柱

(7)轮胎吊(14)显示器

具体实施方式

如图1所示，激光扫描仪(2)、箱位管理显示器(3)、警报器(4)、轮胎吊PLC(5)、显示器(14)均和计算机(1)相连。警报器(4)可通过声音或者声光结合或其他方式对轮胎吊司机进行警报。

如图2所示是一个轮胎吊(7)与立柱(13)的安装立体图，计算机(1)和警报器(4)均安装在电气室内，显示器(14)安装在司机驾驶室(11)内，司机可以实时了解到轮胎吊(7)在堆场上的位置和偏离角度以及堆场上集装箱(8)之间间距。激光扫描仪(2)分别安装在轮胎吊(7)四个门腿轮胎前轮支架上，能随轮胎转动而转动。立柱(13)安装在轮胎吊(7)背面的过道中心线上，而且立柱(13)处于一条直线上，作为轮胎吊(7)纠偏参考。激光扫描仪(2)能检测到对面集装箱(8)的侧面及其缝隙。

如图3所示是两个轮胎吊(7)和立柱(13)安装俯视图。由图3可知，两个轮胎吊(7)共用背面过道，故两个轮胎吊(7)共用过道中心线上的立柱(13)。图3所展示的实施方式，立柱(13)安装距离是一个集装箱(8)长度，该立柱(13)安装距离可以为轮胎吊(7)提供贝位推算基础。即一个立柱(13)代表一个贝位。对面集装箱(8)的侧面及其缝隙也可以作为贝位推算的基础，即一个集装箱(8)作为一个贝位。

轮胎吊(7)进入堆场前，在大路上行走时，如果轮胎吊(7)的轮胎朝外旋转90度，四个激光扫描仪(2)可用作轮胎吊(7)前后行走防撞。激光扫描仪(2)检测前后方，经过计算机(1)的数据分析，可知轮胎吊(7)前后方在具体距离上是否有障碍物。若障碍物在较远的距离，计算机(1)发出警报指令给警报器，以警示司机慢速。若障碍物在较近的距离，计算机(1)发出停车指令，通过轮胎吊PLC(5)给轮胎吊，轮胎吊(7)停止行走。

轮胎吊(7)进入堆场后，立柱(13)始终能被检测到，四个激光扫描仪(2)便可检测到堆场内集装箱(8)的侧面以及集装箱之间的缝隙。在轮胎吊(7)行走过程中，若轮胎吊(7)跑偏，激光扫描仪(2)到立柱(13)的距离就会变大或变小，计算机(1)分析处理测量数据便可知道轮胎吊(7)是否偏离车道规划线(12)或轮胎吊(7)的轮胎转向是否偏离车道规划线(12)。当轮胎吊(7)偏离道规划线(12)在一定的小范围内的时候，计算机(1)发送减速命令和调整命令给轮胎吊PLC(5)，对轮胎吊(7)进行减速调整控制。当轮胎吊(7)偏离车道规划线(12)超过一定的大范围的时候，计算机(1)发送警报信号给警报器(4)，与此同时发送停车命令给轮胎吊PLC(5)，直至轮胎吊(7)停止行走。

在纠偏过程中，即使堆场内无集装箱(8)，并不影响本发明的纠偏功能。

当轮胎吊(7)到达所工作集装箱(8)列附近时，激光扫描仪(2)检测集装箱(8)之间的缝隙，以缝隙作为参考。若相邻集装箱有空缺(即没有缝隙)，则以工作集装箱(8)列左或右面为参考，实现轮胎吊(7)与工作集装箱(8)列对准。

在轮胎吊(7)场内行走过程中，四个激光扫描仪(2)实时检测正前后方是否有障碍物，若检测到车道规划线(12)上有障碍物，计算机(1)发警报信号给警报器(4)，发控制信号给轮胎吊PLC(5)停止轮胎吊(7)前行，实现防撞。

当轮胎吊(7)到达工作集装箱(8)列，司机通过箱位管理显示器(3)得知当前所在贝位数，按下确定键，计算机(1)记忆当前贝位。当前贝位数据即作为原点，当轮胎吊(7)继续往前或往后运动时，计算机(1)通过确认键或开闭锁信息记忆当前贝位与激光扫描仪(2)的检测数据得出轮胎吊(7)在行进过程中的贝位数和下一个停车贝位数，获取轮胎吊(7)在堆场内的定位。轮胎吊编码器所提供的行走距离信息可校准贝位，这样可更精确获取贝位数和大车位置。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落入本发明权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.轮胎吊行走定位纠偏防撞方法，激光扫描仪，轮胎前轮支架，警报器，箱位管理显示器，轮胎吊PLC，计算机，立柱，显示器，集装箱，其特征是：所述立柱以一定的距离或者以所述集装箱长度为间隔安装在轮胎吊车道背面过道中心线上，所述激光扫描仪分别安装在轮胎吊四个门腿所述轮胎前轮支架上，能随轮胎转动而转动，所述激光扫描仪检测所述立柱位置以及对面所述集装箱位置，实现轮胎吊行走定位纠偏防撞。

2.如权利要求1所述的轮胎吊行走定位纠偏防撞方法，其特征在于：所述激光扫描仪检测所述立柱位置时，是通过实时测量多根相邻所述立柱之间的距离以及所述立柱平面与轮胎吊行车方向的距离和角度来进行纠偏。

3.如权利要求1所述的轮胎吊行走定位纠偏防撞方法，其特征在于：所述激光扫描仪检测对面所述集装箱位置时，是通过实时测量对面所述集装箱侧平面与轮胎吊行车方向的距离和角度来进行纠偏。

4.如权利要求1所述的轮胎吊行走定位纠偏防撞方法，其特征在于：所述计算机通过确认键或开闭锁信息记忆当前贝位与激光扫描仪的检测数据得出轮胎吊在行进过程中的贝位数和下一个停车贝位数，获取轮胎吊在堆场内的定位。

5.如权利要求1所述的轮胎吊行走定位纠偏防撞方法，其特征在于：所述激光扫描仪、所述警报器、所述箱位管理显示器、所述轮胎吊PLC、所述显示器均与所述计算机相连，所述计算机安装在电气室，所述警报器安装在轮胎吊驾驶室内，所述激光扫描仪安装在防雨罩内，所述显示器安装在驾驶室内，通过图像方式实时显示轮胎吊在堆场上的位置。

6.如权利要求1所述的轮胎吊行走定位纠偏防撞方法，其特征在于：四个所述激光扫描仪实时检测轮胎吊行走时前后方是否有障碍物，所述计算机按不同区域内有障碍物发送不同的控制信号给所述轮胎吊PLC。

7.如权利要求1所述的轮胎吊行走定位纠偏防撞方法，其特征在于：轮胎吊的轮胎朝外旋转90度，四个所述激光扫描仪可用作轮胎吊前后行走防撞。

8.如权利要求1所述的轮胎吊行走定位纠偏防撞方法，其特征在于：所述激光扫描仪的安装高度应低于所述立柱高度和低于一个所述集装箱高度。