CN111348445A - 集卡定位系统及集卡定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种集卡定位系统及集卡定位方法，涉及集卡定位技术领域，本发明提供的集卡定位系统，包括：第一检测组件和第二检测组件；第一检测组件用于检测集卡在第一方向的位置，以引导集卡沿第一方向驶入第二检测组件的检测范围；第二检测组件用于检测集卡相对于第一方向的偏斜信息。本发明提供的集卡定位系统，可以引导集卡进行定位，且可以实现对集卡偏斜信息的检测。

Description

集卡定位系统及集卡定位方法
技术领域
本发明涉及集卡定位技术领域，尤其是涉及一种集卡定位系统及集卡定位方法。
背景技术
自动化集装箱码头中，为实现高效装卸集装箱，需要对集装箱集卡进行定位。通常采用安装在龙门吊支腿处的传感器对集卡在大车行进方向进行线扫描，根据集卡和集装箱特征提取有效点云，引导集卡在大车方向进行对位。然而集卡在垂直于大车行进方向缺乏定位，且缺少对集卡偏转信息的检测，影响吊装定位和装箱效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集卡定位系统及集卡定位方法，可以引导集卡进行定位，且可以实现对集卡偏斜信息的检测。
第一方面，本发明提供的集卡定位系统，包括：第一检测组件和第二检测组件；
所述第一检测组件用于检测集卡在第一方向的位置，以引导所述集卡沿所述第一方向驶入所述第二检测组件的检测范围；
所述第二检测组件用于检测所述集卡相对于所述第一方向的偏斜信息。
结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第二检测组件包括：第一测距传感器和第二测距传感器，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器沿所述第一方向间隔设置；
所述第一测距传感器用于检测所述集卡上第一被测点与鞍梁之间的第一距离；
所述第二测距传感器用于检测所述集卡上第二被测点与所述鞍梁之间的第二距离。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述集卡定位系统还包括：第三测距传感器和第四测距传感器，所述第三测距传感器与所述第四测距传感器沿所述第一方向间隔设置；
所述第三测距传感器用于检测所述集卡上第三被测点与所述鞍梁之间的第三距离；
所述第四测距传感器用于检测所述集卡上第四被测点与所述鞍梁之间的第四距离。
结合第一方面，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述集卡定位系统还包括吊具，所述吊具与控制器连接，并使所述吊具相对于所述集卡对位。
结合第一方面，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述集卡定位系统还包括显示器，所述显示器与控制器连接，且所述显示器用于显示所述集卡在所述第一方向上的位置。
结合第一方面，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第一检测组件包括二维激光扫描仪。
第二方面，本发明提供的集卡定位方法，包括：通过第一检测组件检测集卡在第一方向的位置；
引导所述集卡沿第一方向驶入第二检测组件的检测范围；
通过所述第二检测组件检测所述集卡相对于所述第一方向的偏斜信息。
结合第二方面，本发明提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述通过所述第二检测组件检测所述集卡相对于所述第一方向的偏斜信息的步骤包括：
通过第一测距传感器检测所述集卡上第一被测点与鞍梁之间的第一距离；
通过第二测距传感器检测所述集卡上第二被测点与鞍梁之间的第二距离；
根据所述第一距离和所述第二距离，计算所述集卡相对于所述第一方向的偏斜角度。
结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述集卡定位方法还包括：根据所述偏斜角度调节吊具扭转，并使所述吊具与所述集卡对位。
结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述集卡定位方法还包括：
通过第三测距传感器检测所述集卡上第三被测点与所述鞍梁之间的第三距离；
通过第四测距传感器检测所述集卡上第四被测点与所述鞍梁之间的第四距离；
根据所述第三距离和所述第四距离校验所述偏斜角度，并校验所述第一测距传感器和所述第二测距传感器。
本发明实施方式带来了以下有益效果：采用第一检测组件检测集卡在第一方向的位置，并引导集卡沿第一方向驶入第二检测组件的检测范围，通过第二检测组件检测集卡相对于第一方向的偏斜信息，可以提高集卡定位的准确度，进而提高装卸箱效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施方式提供的集卡定位系统的第一检测组件、第二检测组件、集卡和鞍梁的俯视图；
图2为本发明实施方式提供的集卡的示意图；
图3为本发明实施方式提供的集卡定位系统的第一检测组件、第二检测组件和鞍梁的左视图；
图4为本发明实施方式提供的集卡定位系统的示意图。
图标：100-第一检测组件；200-第二检测组件；210-第一测距传感器；220-第二测距传感器；230-第三测距传感器；240-第四测距传感器；300-控制器；400-吊具；001`-集卡；011`-第一被测点；012`-第二被测点；002`-鞍梁；y-第一方向；x-第二方向；S1-第一距离；S2-第二距离；θ-偏斜角度；H1-第一高度尺寸；H2-第二高度尺寸。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施方式一
如图1所示，本发明实施方式提供的集卡定位系统，包括：第一检测组件100和第二检测组件200；第一检测组件100用于检测集卡001`在第一方向y的位置，以引导集卡001`沿第一方向y驶入第二检测组件200的检测范围；第二检测组件200用于检测集卡001`相对于第一方向y的偏斜信息。
具体地，集卡001`沿第一方向行驶，并进入第二检测组件200的检测范围。第二检测组件200可采用多个单点激光测距仪，多个单点激光测距仪沿第一方向y间隔设置，且多个单点激光测距仪分别沿垂直于第一方向y的第二方向x检测集卡001`与鞍梁002`的距离，若多个单点激光测距仪检测的距离值相等，则表明鞍梁002`相对于第一方向y无偏斜。
如图1、图2和图3所示，在本发明实施方式中，第二检测组件200包括：第一测距传感器210和第二测距传感器220，第一测距传感器210和第二测距传感器220沿第一方向y间隔设置；第一测距传感器210用于检测集卡001`上第一被测点011`与鞍梁002`之间的第一距离S1；第二测距传感器220用于检测集卡001`上第二被测点012`与鞍梁002`之间的第二距离S2。
具体的，集装箱的长度尺寸分为20尺、40尺和45尺，且集卡001`具有装箱模式和卸箱模式，为确保第一检测组件100和第二检测组件200不受集装箱尺寸变化和装卸箱状态影响，集卡001`上设有第一被测点011`和第二被测点012`，且第一被测点011`和第二被测点012`之间的间距小于20尺。第一被测点011`和第二被测点012`相对于鞍梁002`的中心线对称设置，沿第一方向y第一被测点011`与鞍梁002`的中心线的间距为2.5m，沿第一方向y第二被测点012`与鞍梁002`的中心线的间距为2.5m。
进一步的，第一测距传感器210和第二测距传感器220相对于鞍梁002`的中心线对称设置，第一测距传感器210与鞍梁002`的中心线的距离为2.5±0.2米，第二测距传感器220与鞍梁002`的中心线的距离为2.5±0.2米。第一测距传感器210和第二测距传感器220分别通过支架吊装在鞍梁002`上，第一测距传感器210和第二测距传感器220的安装位置距离地面的第一高度尺寸H1为1±0.2米，第二检测组件200安装在龙门吊一侧的支腿上，且第二检测组件200的安装位置距离地面的第二高度尺寸H2为10±0.5米。沿第二方向x，集卡001`与鞍梁002`的距离可根据公式：
Figure BDA0002410910900000071
计算，其中，D表示集卡001`与鞍梁002`的距离，单位为米。集卡001`相对于第一方向y的偏斜角度θ可根据公式：
Figure BDA0002410910900000072
计算得出，其中，2L表示在第一方向y上第一测距传感器210与第二测距传感器220的间距，单位为米。
进一步的，集卡定位系统还包括：第三测距传感器230和第四测距传感器240，第三测距传感器230与第四测距传感器240沿第一方向y间隔设置；第三测距传感器230用于检测集卡001`上第三被测点与鞍梁002`之间的第三距离；第四测距传感器240用于检测集卡001`上第四被测点与鞍梁002`之间的第四距离。
具体的，第三测距传感器230和第四测距传感器240相对于鞍梁002`的中心线对称设置，第三测距传感器230与鞍梁002`的中心线的距离为2±0.2米，第四测距传感器240与鞍梁002`的中心线的距离为2±0.2米，第三测距传感器230和第四测距传感器240分别安装在距离地面高度为2±0.2米处。通过第三测距传感器230检测集卡001`上第三被测点与鞍梁002`之间的第三距离，通过第四测距传感器240检测集卡001`上第四被测点与鞍梁002`之间的第四距离，可采用两对距离值相互冗余校验，以减小检测误差。
如图1和图4所示，集卡定位系统还包括吊具400，吊具400与控制器300连接，并使吊具400相对于集卡001`对位。
具体的，控制器300包括PLC控制器，控制器300根据偏斜角度θ，并控制吊具400提前在第二方向x上进行对位。控制器300根据第一距离S1和第二距离S2计算集卡001`相对于第一方向y的偏斜角度θ，并控制吊具400移动到集卡001`的上方，通过调节吊具400扭转实现吊具400与集卡001`对位，从而加快装卸箱速度。
进一步的，集卡定位系统还包括显示器，显示器与控制器300连接，且显示器用于显示集卡001`在第一方向y上的位置。当集卡001`沿第一方向y行驶时，显示器显示集卡001`的位置信息，以提示驾驶员集卡001`对位情况。当集卡001`驶入第二检测组件200的检测范围，驾驶员根据显示器的提示信息停车，控制器300根据第一距离S1和第二距离S2计算集卡001`相对于第一方向y的偏斜角度θ，并控制吊具400移动和扭转，以实现吊具400与集卡001`对位。
进一步的，第一检测组件100包括二维激光扫描仪。二维激光扫描仪沿第一方向y进行扫描，扫描区域位于集卡001`沿第一方向y延伸的中心线附近，以确保对集卡001`的位置识别准确。
实施方式二
如图1、图2、图3和图4所示，本发明实施方式提供的集卡定位方法，包括：通过第一检测组件100检测集卡001`在第一方向y的位置；引导集卡001`沿第一方向y驶入第二检测组件200的检测范围；通过第二检测组件200检测集卡001`相对于第一方向y的偏斜信息。
本实施方式提供的集卡定位方法采用实施方式一提供的集卡定位系统，集卡001`沿第一方向行驶，并进入第二检测组件200的检测范围。通过第二检测组件200检测集卡001`相对于第一方向y的偏斜信息，根据集卡001`的偏斜信息可以准确控制吊具400与集卡001`对位。
在本发明实施方式中，通过第二检测组件200检测集卡001`相对于第一方向y的偏斜信息的步骤包括：通过第一测距传感器210检测集卡001`上第一被测点011`与鞍梁002`之间的第一距离S1；通过第二测距传感器220检测集卡001`上第二被测点012`与鞍梁002`之间的第二距离S2；根据第一距离S1和第二距离S2，计算集卡001`相对于第一方向y的偏斜角度θ。其中，集卡001`相对于第一方向y的偏斜角度θ可根据公式：
Figure BDA0002410910900000091
计算得出，其中，2L表示在第一方向y上第一测距传感器210与第二测距传感器220的间距，单位为米。
进一步的，集卡定位方法还包括：根据偏斜角度θ调节吊具400扭转，并使吊具400与集卡001`对位。其中，吊具400可沿第一方向y或者第二方向x移动，以使吊具400移动至集卡001`的上方。此外，吊具400由电动机驱动，可绕铅锤方向延伸的轴线旋转，以便吊具400与集卡001`对位。
进一步的，集卡定位方法还包括：通过第三测距传感器230检测集卡001`上第三被测点与鞍梁002`之间的第三距离；通过第四测距传感器240检测集卡001`上第四被测点与鞍梁002`之间的第四距离；根据第三距离和第四距离校验偏斜角度θ，并校验第一测距传感器210和第二测距传感器220。其中，第三测距传感器230和第四测距传感器240共同作用，可以取代第一测距传感器210和第二测距传感器220，并用于计算偏斜角度θ。第一测距传感器210、第二测距传感器220、第三测距传感器230和第四测距传感器240均采用单点激光测距仪，第一测距传感器210和第二测距传感器220形成一对单点激光，第三测距传感器230和第四测距传感器240形成另一对单点激光，通过两对单点激光相互进行冗余校验，可以减小偏斜角度θ的检测误差。
最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种集卡定位系统，其特征在于，包括：第一检测组件(100)和第二检测组件(200)；
所述第一检测组件(100)用于检测集卡(001`)在第一方向(y)的位置，以引导所述集卡(001`)沿所述第一方向(y)驶入所述第二检测组件(200)的检测范围；
所述第二检测组件(200)用于检测所述集卡(001`)相对于所述第一方向(y)的偏斜信息。
2.根据权利要求1所述的集卡定位系统，其特征在于，所述第二检测组件(200)包括：第一测距传感器(210)和第二测距传感器(220)，所述第一测距传感器(210)和所述第二测距传感器(220)沿所述第一方向(y)间隔设置；
所述第一测距传感器(210)用于检测所述集卡(001`)上第一被测点(011`)与鞍梁(002`)之间的第一距离(S1)；
所述第二测距传感器(220)用于检测所述集卡(001`)上第二被测点(012`)与所述鞍梁(002`)之间的第二距离(S2)。
3.根据权利要求2所述的集卡定位系统，其特征在于，所述集卡定位系统还包括：第三测距传感器(230)和第四测距传感器(240)，所述第三测距传感器(230)与所述第四测距传感器(240)沿所述第一方向(y)间隔设置；
所述第三测距传感器(230)用于检测所述集卡(001`)上第三被测点与所述鞍梁(002`)之间的第三距离；
所述第四测距传感器(240)用于检测所述集卡(001`)上第四被测点与所述鞍梁(002`)之间的第四距离。
4.根据权利要求1所述的集卡定位系统，其特征在于，所述集卡定位系统还包括吊具(400)，所述吊具(400)与控制器(300)连接，并使所述吊具(400)相对于所述集卡(001`)对位。
5.根据权利要求4所述的集卡定位系统，其特征在于，所述集卡定位系统还包括显示器，所述显示器与所述控制器(300)连接，且所述显示器用于显示所述集卡(001`)在所述第一方向(y)上的位置。
6.根据权利要求1所述的集卡定位系统，其特征在于，所述第一检测组件(100)包括二维激光扫描仪。
7.一种集卡定位方法，其特征在于，所述集卡定位方法包括：
通过第一检测组件(100)检测集卡(001`)在第一方向(y)的位置；
引导所述集卡(001`)沿第一方向(y)驶入第二检测组件(200)的检测范围；
通过所述第二检测组件(200)检测所述集卡(001`)相对于所述第一方向(y)的偏斜信息。
8.根据权利要求7所述的集卡定位方法，其特征在于，所述通过所述第二检测组件(200)检测所述集卡(001`)相对于所述第一方向(y)的偏斜信息的步骤包括：
通过第一测距传感器(210)检测所述集卡(001`)上第一被测点(011`)与鞍梁(002`)之间的第一距离(S1)；
通过第二测距传感器(220)检测所述集卡(001`)上第二被测点(012`)与鞍梁(002`)之间的第二距离(S2)；
根据所述第一距离(S1)和所述第二距离(S2)，计算所述集卡(001`)相对于所述第一方向(y)的偏斜角度(θ)。
9.根据权利要求8所述的集卡定位方法，其特征在于，所述集卡定位方法还包括：
根据所述偏斜角度(θ)调节吊具(400)扭转，并使所述吊具(400)与所述集卡(001`)对位。
10.根据权利要求8所述的集卡定位方法，其特征在于，所述集卡定位方法还包括：
通过第三测距传感器(230)检测所述集卡(001`)上第三被测点与所述鞍梁(002`)之间的第三距离；
通过第四测距传感器(240)检测所述集卡(001`)上第四被测点与所述鞍梁(002`)之间的第四距离；
根据所述第三距离和所述第四距离校验所述偏斜角度(θ)，并校验所述第一测距传感器(210)和所述第二测距传感器(220)。
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