CN111071932A - 集装箱轨道吊交互作业检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集装箱轨道吊交互作业检测方法和装置,通过扫描装置获取集装箱的三维数据并建立集装箱三维模型,以集装箱三维模型建立坐标系,并以集装箱为基准建立检测点,在轨道吊收/发箱作业中,通过判断集装箱三维模型和检测点之间的关系来判断交互作业的状态,以自动化方式实现了对集装箱轨道吊交互作业状态的检测,避免了集装箱与集卡拖盘之间发生挂连或锁销未插入角孔的情况发生,有效替代操作人员人工检测,提高了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,是涉及一种集装箱轨道吊交互作业检测方法和装置。
背景技术
自动化集装箱轨道吊在吊取集卡拖盘上的集装箱时(即轨道吊收箱作业),若拖盘的锁销未被打开或锁销损坏,会造成集装箱挂连集卡拖盘后一起吊起的情况;或者,在集卡提箱作业时(即轨道吊发箱作业),如果轨道吊在集卡拖盘上放置的集装箱未放置到位,集卡运输过程中存在集装箱掉落的风险。
传统人工操作的轨道吊在作业时操作员能动态观察装卸作业的情况,可以及时避免上述情况发生。但是自动化轨道吊是无人驾驶,要防止上述情况的发生,需要采用自动化检测技术,替代人工检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集装箱轨道吊交互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,有效替代操作人员人工检测,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:
提出一种集装箱轨道吊交互作业检测方法,包括:获取并基于集装箱扫描数据建立集装箱三维模型;基于所述集装箱三维模型确定检测点;以所述检测点为基点判断集装箱轨道吊交互作业状态。
进一步的,基于所述集装箱三维模型确定检测点,包括:在所述集装箱三维模型底侧角部的下方确定检测点;则以所述检测点为基点判断集装箱轨道吊交互作业状态,具体为:集装箱在第一设定范围内的起升过程中,判断所述检测点与所述集装箱三维模型的相对位置是否发生改变;若没有发生改变,则判断集装箱与集卡发生挂连。
进一步的,基于所述集装箱三维模型确定检测点,包括:以所述集装箱三维模型底侧的角部确定检测点;则基于所述检测点判断集装箱轨道吊交互祖业状态,具体为:获取并基于集卡拖盘扫描信息建立集卡拖盘三维模型;基于所述集卡拖盘三维模型建立锁销边沿三维模型;在集装箱放置于集卡拖盘后,判断所述检测点是否与所述锁销边沿三维模型重合;若不重合,则判断集卡拖盘的锁销未插入集装箱的角孔内。
进一步的,判断所述检测点是否与所述锁销边沿三维模型重合时,所述方法还包括:将所述判断限定在轨道吊吊具在第二设定范围内的起升过程中。
进一步的,以所述检测点为基点判断集装箱轨道吊交互作业状态发生异常时,所述方法还包括:发出提示信息。
提出一种集装箱轨道吊交互作业检测装置,包括:扫描装置,用于扫描获取集装箱扫描数据;三维模型建立模块,用于基于集装箱扫描数据建立集装箱三维模型;检测点确定模块,用于基于所述集装箱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装箱轨道吊交互作业状态。
进一步的,所述检测点确定模块包括:挂连检测点确定单元,用于在所述集装箱三维模型底侧角部的下方确定检测点;所述交互作业状态判断模块包括:挂连异常判断单元,用于集装箱在第一设定范围内的起升过程中,判断所述检测点与所述集装箱三维模型的相对位置是否发生改变;若没有发生改变,则判断集装箱与集卡发生挂连。
进一步的,所述检测点确定模块包括:锁销检测点确定单元,用于以所述集装箱三维模型底侧的角部确定检测点;所述交互作业状态判断模块包括:锁销异常判断单元,用于获取并基于集卡拖盘扫描信息建立集卡拖盘三维模型;基于所述集卡拖盘三维模型建立锁销边沿三维模型;在集装箱放置于集卡拖盘后,判断所述检测点是否与所述锁销边沿三维模型重合;若不重合,则判断集卡拖盘的锁销未插入集装箱的角孔内。
进一步的,所述锁销异常判断单元,还用于将所述判断限定在轨道吊吊具在第二设定范围内的起升过程中。
进一步的,所述装置还包括:提示模块,用于所述交互作业状态判断模块在以所述检测点为基点判断集装箱轨道吊交互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:本发明提出的集装箱轨道吊交互作业检测方法和装置,通过扫描装置获取集装箱的三维数据并建立集装箱三维模型,以集装箱三维模型建立坐标系,以集装箱为基准建立检测点,在轨道吊吊具收发箱作业中,通过判断集装箱三维模型和检测点之间的关系来判断交互作业的状态,例如,通过在集装箱三维模型底侧角部下方的检测点与集装箱之间的位置关系来判断是否发生了集装箱挂连集卡拖盘的情况,通过在集装箱三维模型底侧角部的检测点与集卡拖盘锁销的重合关系来判断集卡拖盘的锁销是否插入了集装箱的角孔中,以自动化方式实现了对集装箱轨道吊交互作业状态的检测,避免了集装箱与集卡拖盘之间发生挂连或锁销未插入角孔的情况发生,有效替代操作人员人工检测,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 为本发明提出的集装箱轨道吊交互作业检测方法的流程图;
图2为本发明提出的集装箱轨道吊交互作业检测装置的架构图;
图3为本发明提出的集装箱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。
本发明提出的集装箱轨道吊交互作业检测方法,如图1所示,包括如下步骤:
步骤S11:获取集装箱三维扫描数据。
三维激光扫描仪扫描集装箱,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,为集装箱三维模型的建立和识别奠定基础。
步骤S12:基于集装箱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装箱三维模型,并以集装箱三维模型顶部的一个箱角为圆心建立坐标系,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:基于集装箱三维模型确定检测点。
以集装箱三维模型为基准,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装箱轨道吊交互作业状态。
下面以两个具体实施例对本发明提出的集装箱轨道吊交互作业检测方法做出详细说明。
实施例一
如图3所示,在集装箱三维模型底侧角部的下方确定检测点A1(a,a,-H-a)、B1(a,L-a,-H-a)、C1(W-a,a,-H-a)、D1(W-a,L-a,-H-a),其中,a为一个设定值,例如0、50mm等,H、L、W分别为集装箱的高度、长度和宽度。
在轨道吊吊具四个锁销分别插入集装箱四个角孔并闭锁后,当吊具带着集装箱慢速上升,在第一设定范围过程中,例如在缓慢上升的30cm过程中,判断检测点A1、B1、C1或D1与集装箱三维模型的相对位置是否发生改变,如果发生了改变,说明集装箱在正常上升,没有发生挂连现象,若四个检测点的任一个检测点与集装箱三维模型的相对位置没有发生改变,则说明集装箱与集卡发生了挂连。
在判断A1、B1、C1或D1中的任一个或多个检测点发生挂连,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,在集装箱三维模型底侧角部确定四组检测点[A2(b,0,-H)、A3(0, b,-H)]、[B2(b,L,-H)、B3(0,L-b,-H)]、[C2(W-b,0,-H)、C3(W, b,-H)]、[D2(W-b,L,-H)、D3(W,L-b,-H)],其中,b为一个设定值,例如0、50mm等,H、L、W分别为集装箱的高度、长度和宽度。
扫描装置扫描集卡拖盘,获取其三维数据,建立集卡拖盘三维模型,在集卡拖盘三维模型的基础上,在其四个角部建立锁销边沿三维模型。
在轨道吊吊具将集装箱放置于集卡拖盘上之后,当吊具在第二设定范围内慢速上升时,例如在缓慢上升的30cm过程中,判断检测点[A2,A3]、[B2,B3]、[C2,C3]或[D2,D3]与锁销边沿三维模型是否重合,如果重合,说明集卡拖盘角部的锁销插入了集装箱的角孔内,若四组检测点的任一组检测点与锁销边沿三维模型没有重合,则说明集卡拖盘的锁销没有插入集装箱的角孔中。
在判断[A2,A3]、[B2,B3]、[C2,C3]或[D2,D3]中的任一组或多组检测点没有与锁销边沿三维模型重合,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。
基于上述提出的集装箱轨道吊交互作业检测方法,本发明还提出一种集装箱轨道吊交互作业检测装置,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用于扫描获取集装箱的三维扫描数据;三维模型建立模块22用于基于集装箱扫描数据建立集装箱三维模型;检测点确定模块23用于基于集装箱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装箱轨道吊交互作业状态。
具体的,检测点确定模块23包括挂连检测点确定单元231,相应的,交互作业状态判断模块24包括挂连异常判断单元241;挂连检测点确定单元231用于在集装箱三维模型底侧角部的下方确定检测点;挂连异常判断单元241用于集装箱在第一设定范围内的起升过程中,判断检测点与集装箱三维模型的相对位置是否发生改变;若没有发生改变,则判断集装箱与集卡发生挂连。
本发明实施例中,检测点确定模块23还包括锁销检测点确定单元232,交互作业状态判断模块24还包括锁销异常判断单元242;锁销检测点确定单元232用于以集装箱三维模型底侧的角部确定检测点;锁销异常判断单元242用于获取并基于集卡拖盘扫描信息建立集卡拖盘三维模型;基于集卡拖盘三维模型建立锁销边沿三维模型;在集装箱放置于集卡拖盘后,判断检测点是否与锁销边沿三维模型重合;若不重合,则判断集卡拖盘的锁销未插入集装箱的角孔内。
本发明实施例中,锁销异常判断单元242还用于将判断限定在轨道吊吊具在第二设定范围内的起升过程中。
本发明提出的集装箱轨道吊交互作业检测装置还包括提示模块25,用于交互作业状态判断模块在以检测点为基点判断集装箱轨道吊交互作业状态发生异常时,发出提示信息。
具体的集装箱轨道吊交互作业检测装置的检测方法此处不予赘述。
上述本发明提出的集装箱轨道吊交互作业检测方法和装置,通过扫描装置获取集装箱的三维数据并建立集装箱三维模型,以集装箱三维模型建立坐标系,以集装箱为基准建立检测点,在轨道吊吊具收发箱作业中,通过判断集装箱三维模型和检测点之间的关系来判断交互作业的状态,以自动化方式实现了对集装箱轨道吊交互作业状态的检测,避免了集装箱与集卡拖盘之间发生挂连或锁销未插入角孔的情况发生,有效替代操作人员人工检测,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 (10)
1.集装箱轨道吊交互作业检测方法,其特征在于,包括:
获取并基于集装箱扫描数据建立集装箱三维模型;
基于所述集装箱三维模型确定检测点;
以所述检测点为基点判断集装箱轨道吊交互作业状态。
2.根据权利要求1所述的集装箱轨道吊交互作业检测方法,其特征在于,基于所述集装箱三维模型确定检测点,包括:
在所述集装箱三维模型底侧角部的下方确定检测点;
则以所述检测点为基点判断集装箱轨道吊交互作业状态,具体为:
集装箱在第一设定范围内的起升过程中,判断所述检测点与所述集装箱三维模型的相对位置是否发生改变;若没有发生改变,则判断集装箱与集卡发生挂连。
3.根据权利要求1所述的集装箱轨道吊交互作业检测方法,其特征在于,基于所述集装箱三维模型确定检测点,包括:
以所述集装箱三维模型底侧的角部确定检测点;
则基于所述检测点判断集装箱轨道吊交互祖业状态,具体为:
获取并基于集卡拖盘扫描信息建立集卡拖盘三维模型;
基于所述集卡拖盘三维模型建立锁销边沿三维模型;
在集装箱放置于集卡拖盘后,判断所述检测点是否与所述锁销边沿三维模型重合;若不重合,则判断集卡拖盘的锁销未插入集装箱的角孔内。
4.根据权利要求3所述的集装箱轨道吊交互作业检测方法,其特征在于,判断所述检测点是否与所述锁销边沿三维模型重合时,所述方法还包括:
将所述判断限定在轨道吊吊具在第二设定范围内的起升过程中。
5.根据权利要求1所述的集装箱轨道吊交互作业检测方法,其特征在于,以所述检测点为基点判断集装箱轨道吊交互作业状态发生异常时,所述方法还包括:
发出提示信息。
6.集装箱轨道吊交互作业检测装置,其特征在于,包括:
扫描装置,用于扫描获取集装箱扫描数据;
三维模型建立模块,用于基于集装箱扫描数据建立集装箱三维模型;
检测点确定模块,用于基于所述集装箱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轨道吊交互作业状态。
7.根据权利要求6所述的集装箱轨道吊交互作业检测装置,其特征在于,所述检测点确定模块包括:
挂连检测点确定单元,用于在所述集装箱三维模型底侧角部的下方确定检测点;
所述交互作业状态判断模块包括:
挂连异常判断单元,用于集装箱在第一设定范围内的起升过程中,判断所述检测点与所述集装箱三维模型的相对位置是否发生改变;若没有发生改变,则判断集装箱与集卡发生挂连。
8.根据权利要求6所述的集装箱轨道吊交互作业检测装置,其特征在于,所述检测点确定模块包括:
锁销检测点确定单元,用于以所述集装箱三维模型底侧的角部确定检测点;
所述交互作业状态判断模块包括:
锁销异常判断单元,用于获取并基于集卡拖盘扫描信息建立集卡拖盘三维模型;基于所述集卡拖盘三维模型建立锁销边沿三维模型;在集装箱放置于集卡拖盘后,判断所述检测点是否与所述锁销边沿三维模型重合;若不重合,则判断集卡拖盘的锁销未插入集装箱的角孔内。
9.根据权利要求8所述的集装箱轨道吊交互作业检测装置,其特征在于,所述锁销异常判断单元,还用于将所述判断限定在轨道吊吊具在第二设定范围内的起升过程中。
10.根据权利要求6所述的集装箱轨道吊交互作业检测装置,其特征在于,所述装置还包括:
提示模块,用于所述交互作业状态判断模块在以所述检测点为基点判断集装箱轨道吊交互作业状态发生异常时,发出提示信息。
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