CN110992478B - 自动化集装箱码头装卸作业检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动化集装箱码头装卸作业检测方法和装置，通过扫描装置获取集卡拖盘的三维数据并建立集卡拖盘三维模型，以集卡拖盘三维模型建立坐标系，以集卡拖盘为基准建立检测点，在集装箱装卸作业中，通过判断集卡拖盘三维模型和检测点之间的关系来判断集卡车辆的作业状态，以自动化方式实现了对自动化集装箱码头装卸作业中集卡车辆状态的检测，避免了当集卡发生移动而装卸作业仍在进行的情况下发生集装箱碰撞集卡或放置不准确的问题，提高了自动化集装箱堆场作业的自动化程度和安全性。
Description
技术领域
本发明属于自动化码头技术领域，具体地说，是涉及一种自动化集装箱码头装卸作业检测方法和装置。
背景技术
自动化集装箱码头的集装箱装卸作业中，如果出现集卡移动的情况，而集装箱装卸作业仍然进行的情况，就会出现集装箱或轨道吊吊具碰撞集卡车辆或者集装箱不能准确放置的问题发生，都会带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动化集装箱码头装卸作业检测方法和装置，解决现有自动化码头集装箱轨道吊交互作业中存在的上述技术问题，提高自动化集装箱堆场作业的自动化程度和安全性。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
提出一种自动化集装箱码头装卸作业检测方法，包括：获取并基于集卡拖盘扫描数据建立集卡拖盘三维模型；基于所述集卡拖盘三维模型确定检测点；以所述检测点为基点判断集卡车辆的作业状态。
进一步的，基于所述集卡拖盘三维模型确定检测点，包括：在所述集卡拖盘三维模型边沿的设定范围内选取检测点；则以所述检测点为基点判断集卡车辆的作业状态，具体为：在集装箱装卸作业过程期间，判断所述检测点与所述集卡拖盘三维模型之间的相对位置是否发生改变；若发生改变，则判断集卡发生位移。
进一步的，基于所述集卡拖盘三维模型确定检测点，包括：在所述集卡拖盘三维模型的边沿的两侧分别选取第一检测点和第二检测点；以所述检测点为基点判断集卡车辆的作业状态，具体为：在集装箱装卸作业过程期间，判断所述第一检测点和所述第二检测点与所述集卡拖盘三维模型之前的相对位置，当所述第一检测点和所述第二检测点均与所述集卡拖盘三维模型重合或不重合，则判断集卡发生位移。
进一步的，所述第一检测点和所述第二检测点相对所述集卡拖盘三维模型的边沿对称选取。
进一步的，以所述检测点为基点判断集卡车辆的作业状态发生异常时，所述方法还包括：发出提示信息。
提出一种自动化集装箱码头装卸作业检测装置，包括：扫描装置，用于扫描获取集卡拖盘扫描数据；三维模型建立模块，用于基于集卡拖盘扫描数据建立集卡拖盘三维模型；检测点确定模块，用于基于所述集卡拖盘三维模型确定检测点；交互作业状态判断模块，用于以所述检测点为基点判断集卡车辆的作业状态。
进一步的，所述检测点确定模块包括：单检测点确定单元，在所述集卡拖盘三维模型边沿的设定范围内选取检测点；所述交互作业状态判断模块包括：相对位置判断单元，在集装箱装卸作业过程期间，判断所述检测点与所述集卡拖盘三维模型之间的相对位置是否发生改变；若发生改变，则判断集卡发生位移。
进一步的，所述检测点确定模块包括：双检测点确定单元，在所述集卡拖盘三维模型的边沿的两侧分别选取第一检测点和第二检测点；所述交互作业状态判断模块包括：重合判断单元，在集装箱装卸作业过程期间，判断所述第一检测点和所述第二检测点与所述集卡拖盘三维模型之前的相对位置，当所述第一检测点和所述第二检测点均与所述集卡拖盘三维模型重合或不重合，则判断集卡发生位移。
进一步的，所述第一检测点和所述第二检测点相对所述集卡拖盘三维模型的边沿对称选取。
进一步的，所述装置还包括：提示模块，用于以所述检测点为基点判断集卡车辆的作业状态发生异常时，发出提示信息。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提出的自动化集装箱码头装卸作业检测方法和装置，通过扫描装置获取集卡拖盘的三维数据并建立集卡拖盘三维模型，以集卡拖盘三维模型建立坐标系，以集卡拖盘为基准建立检测点，在轨道吊吊具收发箱作业中，通过判断集卡拖盘三维模型和检测点之间的关系来判断集卡车辆的作业状态，以自动化方式实现了对自动化集装箱码头装卸作业中集卡车辆状态的检测，避免了当集卡发生移动而装卸作业仍在进行的情况下发生集装箱碰撞集卡或放置不准确的问题，提高了自动化集装箱堆场作业的自动化程度和安全性。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1 为本发明提出的自动化集装箱码头装卸作业检测方法的流程图；
图2为本发明提出的自动化集装箱码头装卸作业检测装置的架构图；
图3为本发明提出的集卡拖盘三维模型坐标系的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明提出的自动化集装箱码头装卸作业检测方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S11：获取集卡拖盘三维扫描数据。
三维激光扫描仪扫描集卡拖盘，获取其三维数据；扫描以点式测量扩展为面式测量，以点云的方式存储数据，增强空间测量数据的密度，为集卡拖盘三维模型的建立和识别奠定基础。
步骤S12：基于集卡拖盘扫描数据建立集装箱三维模型。
存储的三维数据通过泊松算法建立集卡拖盘三维模型，并为集卡拖盘三维模型建立坐标系，例如，以集卡拖盘三维模型的一个角部（通常为锁销位置）为圆心建立坐标系，如图3所示，以轨道吊小车的运行方向为X轴，以大车运行方向为Y轴，垂直起升方向为Z轴。
步骤S13：基于集卡拖盘三维模型确定检测点。
以集卡拖盘三维模型为基准，根据建立的坐标系选取检测点。
步骤S14：以检测点为基点判断集卡车辆的作业状态。
下面以两个具体实施例对本发明提出的自动化集装箱码头装卸作业检测方法做出详细说明。
实施例一
如图3所示，在集卡拖盘三维模型的任一边侧的设定范围内选取检测点A（a,-a,0）或B（a,L+a,0）, 其中，a为设定值，例如0、50mm等， L为集卡拖盘的长度。
在轨道吊吊具执行集装箱装卸作业过程中，判断检测点A或B与集卡拖盘三维模型的相对位置是否发生改变，如果发生了改变，说明集装箱装卸作业期间集卡发生了移动，产生了位移，若继续集装箱作业，集装箱会发生碰撞集卡或者放置不准确的问题，若没发生改变，则表明集卡静止。
在判断A或B相对集卡拖盘三维模型的位置发生了改变，可以向轨道吊控制系统发出提示信息，轨道吊控制系统控制停止起升动作，并发出警告信息通知操作人员介入。
实施例二
如图3所示，在集卡拖盘三维模型任一边沿的两侧分别选取第一检测点A（a,-a,0）和第二检测点C（a,a,0），其中，a为一个设定值，例如0、50mm等。
在轨道吊吊具执行集装箱装卸作业过程中，判断检测点A和C与集卡拖盘三维模型的相对位置，当第一检测点A和第二检测点C一个与集卡拖盘三维模型重合，一个不与集卡拖盘三维模型重合，则表明集卡静止，若第一检测点A和第二检测点C均与集卡拖盘三维模型重合、或均位于集卡拖盘三维模型之外，也即不重合，则说明集装箱装卸作业期间集卡发生了移动，产生了位移，若继续集装箱作业，集装箱会发生碰撞集卡或者放置不准确的问题。
在判断A和C均与集卡拖盘三维模型重合或不重合，可以向轨道吊控制系统发出提示信息，轨道吊控制系统控制停止起升动作，并发出警告信息通知操作人员介入。
基于上述提出的自动化集装箱码头装卸作业检测方法，本发明还提出一种自动化集装箱码头装卸作业检测装置，如图2所示，包括扫描装置21、三维模型建立模块22、检测点确定模块23和交互作业状态判断模块24；其中，扫描装置21用于扫描获取集卡拖盘的三维数据；三维模型建立模块22用于基于集卡拖盘扫描数据建立集卡拖盘三维模型；检测点确定模块23用于基于集卡拖盘三维模型确定检测点；交互作业状态判断模块24用于以检测点为基点判断集卡车辆的作业状态。
具体的，检测点确定模块23包括单检测点确定单元231，相应的，交互作业状态判断模块24包括相对位置判断单元241；单检测点确定单元231用于在集卡拖盘三维模型边沿的设定范围内选取检测点；相对位置判断单元241用于在集装箱装卸作业过程期间，判断检测点与集卡拖盘三维模型之间的相对位置是否发生改变；若发生改变，则判断集卡发生位移。
本发明实施例中，检测点确定模块23还包括双检测点确定单元232，交互作业状态判断模块24还包括重合判断单元242；双检测点确定单元232用于在集卡拖盘三维模型边沿的两侧分别选取第一检测点和第二检测点，两个检测点优选对称选取；重合判断单元242用于在集装箱装卸作业过程期间，判断第一检测点和第二检测点与集卡拖盘三维模型之间的相对位置，当第一检测点和第二检测点均与集卡拖盘三维模型重合或不重合，则判断集卡发生位移。
本发明提出的自动化集装箱码头装卸作业检测装置还包括提示模块25，用于以检测点为基点判断集卡车辆的作业状态发生异常时，发出提示信息。
具体的自动化集装箱码头装卸作业检测装置的检测方法此处不予赘述。
上述本发明提出的自动化集装箱码头装卸作业检测方法和装置，通过扫描装置获取集卡拖盘的三维数据并建立集卡拖盘三维模型，以集卡拖盘三维模型建立坐标系，以集卡拖盘为基准建立检测点，在集装箱装卸作业中，通过判断集卡拖盘三维模型和检测点之间的关系来判断集卡车辆的作业状态，以自动化方式实现了对自动化集装箱码头装卸作业中集卡车辆状态的检测，避免了当集卡发生移动而装卸作业仍在进行的情况下发生集装箱碰撞集卡或放置不准确的问题，提高了自动化集装箱堆场作业的自动化程度和安全性。
应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.自动化集装箱码头装卸作业检测方法，其特征在于，包括：
获取并基于集卡拖盘扫描数据建立集卡拖盘三维模型；并以集卡拖盘三维模型的一个角部为圆心建立坐标系，以轨道吊小车的运行方向为X轴，以大车运行方向为Y轴，以垂直起升方向为Z轴；
基于所述集卡拖盘三维模型确定检测点；
以所述检测点为基点判断集卡车辆的作业状态；
基于所述集卡拖盘三维模型确定检测点，包括：
在所述集卡拖盘三维模型的X轴向边沿的两侧分别选取第一检测点和第二检测点；
以所述检测点为基点判断集卡车辆的作业状态，具体为：
在集装箱装卸作业过程期间，判断所述第一检测点和所述第二检测点与所述集卡拖盘三维模型之间的相对位置，当所述第一检测点和所述第二检测点均与所述集卡拖盘三维模型重合或不重合，则判断集卡发生位移；
所述第一检测点和所述第二检测点相对所述集卡拖盘三维模型的X轴向边沿对称选取。
2.根据权利要求1所述的自动化集装箱码头装卸作业检测方法，其特征在于，以所述检测点为基点判断集卡车辆的作业状态发生异常时，所述方法还包括：
发出提示信息。
3.自动化集装箱码头装卸作业检测装置，其特征在于，包括：
扫描装置，用于扫描获取集卡拖盘扫描数据；
三维模型建立模块，用于基于集卡拖盘扫描数据建立集卡拖盘三维模型；并以集卡拖盘三维模型的一个角部为圆心建立坐标系，以轨道吊小车的运行方向为X轴，以大车运行方向为Y轴，以垂直起升方向为Z轴；
检测点确定模块，用于基于所述集卡拖盘三维模型确定检测点；
交互作业状态判断模块，用于以所述检测点为基点判断集卡车辆的作业状态；
所述检测点确定模块包括：
双检测点确定单元，在所述集卡拖盘三维模型的X轴向边沿的两侧分别选取第一检测点和第二检测点；
所述交互作业状态判断模块包括：
重合判断单元，在集装箱装卸作业过程期间，判断所述第一检测点和所述第二检测点与所述集卡拖盘三维模型之间的相对位置，当所述第一检测点和所述第二检测点均与所述集卡拖盘三维模型重合或不重合，则判断集卡发生位移；
所述第一检测点和所述第二检测点相对所述集卡拖盘三维模型的X轴向边沿对称选取。
4.根据权利要求3所述的自动化集装箱码头装卸作业检测装置，其特征在于，所述装置还包括：
提示模块，用于以所述检测点为基点判断集卡车辆的作业状态发生异常时，发出提示信息。
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