CN112731416B - 一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及导航定位技术领域，尤其涉及一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法。双集装箱包括靠近集卡车头的前箱以及远离集卡车头的后箱，它通过得到与设定的对为基准线的偏差值来进行矫正对位位置，然后再进行停位。采用这种方法可以计算出拖挂上两个集装箱的位置与对位点的偏差，作为偏差值输入无人驾驶集卡，辅助无人驾驶集卡进行箱区堆场内的精准对位。
Description
技术领域
本发明涉及导航定位技术领域，尤其涉及一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法。
背景技术
智慧港口是现代港口发展的必然趋势，其主要宗旨是充分借助物联网、传感网、云计算、决策分析优化等技术手段，通过预测感知、广泛连接、深度计算各港口供应链系统核心的关键信息，实现港口供应链上的各种资源和各个参与方之间无缝连接与协调联动，从而对港口管理做出及时响应，形成信息化、智能化和最优化的现代港口应用。智慧港口的实现，需要通过各类信息通信技术、传感定位技术将港口码头信息、物流装备、堆场仓储作业、货物运输等物流信息进行采集并有效处理、整合和数据挖掘。
无人驾驶集卡是智慧港口的重要组成部分，但是现有技术港区内无人驾驶集卡的一个重大难题是箱区堆场内的精确、流畅、快速对位，完成停位，尤其在卸船时，桥吊抓箱压车的放箱位置可能并不标准，这样就会产生以下问题：
1、通过标准对位点进行对位，因集装箱位置偏移较大，进行抓箱作业时，龙门吊及集卡都需要配合移动，造成作业效率低下；
2、非标准位置的集装箱抓起后不调整直接落场，会造成与原场地内的集装箱位置有所偏移，存在较大误差，造成集装箱队列参差不齐。同时一旦偏差过大，存在安全隐患；
3、集装箱队列参差不齐，反过来又会对后续抓箱压车的操作产生影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法，采用这种方法可以计算出拖挂上两个集装箱的位置与对位点的偏差，作为偏差值输入无人驾驶集卡，辅助无人驾驶集卡进行箱区堆场内的精准对位，提升作业效率，降低安全隐患。
本发明所采用的技术方案是：一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法，双集装箱包括靠近集卡车头的前箱以及远离集卡车头的后箱，它包括以下步骤：
(1)、设定无人驾驶集卡上对位基准线，并且得到安装在无人驾驶集卡上的探测设备与对位基准线之间的距离S2；
(2)、将前箱与后箱放置在无人驾驶集卡上；
(3)、通过探测设备探测前箱与探测设备之间的距离为S1，然后得到前箱与对位基准线之间的偏差值S前＝S1-S2；
(4)、得到后箱的偏差值S后＝S前+S箱+S标，其中，S箱为前箱的尺寸，S标为后箱与前箱之间的距离；
(5)、无人驾驶集卡判断需要取下的顺序，若先取下前箱，则跳转到步骤(6)，若先取下后箱，则跳转到步骤(7)；
(6)、判断前箱与后箱是否是同一放置贝位，若是同贝位，根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(3)得到的偏差值S前得到停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据停位对位线进行对位，取下前箱，再往前调整S箱+S标的距离，取下后箱；若是不同贝位，则根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(3)得到的偏差值S前得到前箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据前箱停位对位线进行对位，取下前箱；然后前往后箱放置贝位，并且根据步骤(1)设定的对位基准线与步骤(4)得到的偏差值S后得到后箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据后箱停位对位线进行对位，取下后箱；
(7)、判断前箱与后箱是否是同一放置贝位，若是同贝位，根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(4)得到的偏差值S后得到停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据停位对位线进行对位，取下后箱，再往后调整S箱+S标的距离，取下前箱；若不同贝位，则根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(4)得到的偏差值S后得到后箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据后箱停位对位线进行对位，取下后箱，然后前往前箱放置贝位，并且根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(3)得到的偏差值S前得到前箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据前箱停位对位线进行对位，取下前箱。
作为优选，所述S标为设定的标准值。
作为优选，所述S标为测量得到的准确值，步骤(2)放入后箱时需要通过探测设备测量探测设备与后箱的距离，然后再减去S1和S箱即可得到S标。
作为优选，探测设备与后箱的具体的测量方法包括以下步骤：首先需要探测探测设备与前箱顶部边缘的角度A，然后探测探测设备与后箱前端之间的直线距离B，并且这个直线需要穿过前箱顶部边缘，然后就可以得到探测设备与后箱之间的水平距离C＝BcosA。
作为优选，步骤(6)取下前箱后，通过探测设备探测后箱与探测设备之间的距离S3，然后就可以得到S后＝S3-S2，可以与步骤(4)得到的S后比较，若两者差距在设定范围内，则根据测量得到的S后来得到S箱+S标，再控制无人驾驶集卡往前调整S箱+S标的距离，取下后箱；若两者差距超过设定范围，则上报。
作为优选，所述探测设备为激光雷达。
作为优选，所述探测设备安装在无人驾驶集卡的车顶后侧或者车头后方。
采用以上方法与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、通过简单的安装辅助探测设备，就能够很好的使无人驾驶集卡单车具有较好的自动对位纠偏能力；
二、而且可以适配各种卸箱落场情况下的精确、流畅对位问题，提升作业效率，减少停位不准造成的生产作业风险，提高作业效率。
三、不论两个集装箱是标准放置还是非标准放置，都可以进行精确的对位。
附图说明
图1为本发明一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法中两个集装箱放置在无人驾驶集卡上的示意图。
图2为本发明一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法中碰到两个集装箱放置位置非标准时的示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明做进一步描述，但是本发明不仅限于以下具体实施方式。
具体实施例一：
本具体实施例提供一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法，如图1所示，无人驾驶集卡包括了车头与拖挂，车头上安装了用于测距的探测设备和用于对位的激光雷达，其中探测设备安装在车顶后侧，而且本具体实施例探测设备也采用了激光雷达，拖挂上放置了两个集装箱，且两个集装箱均为小箱，每个小箱的尺寸为20尺，而且两个集装箱是标准放置的，即两者之间的距离是固定的，固定距离为5cm，该方法具体包括以下步骤：
步骤(1)、将前箱与后箱放置到无人驾驶集卡上，并且放置好之后两者之间的距离是标准距离S标＝5cm；
步骤(2)、探测设备扫描测量出前箱与探测设备之间的距离S1，而S2则是预先设定的对位基准线与探测设备之间的距离，一般对位基准线是固定的，不会去改变的，即S2是一个固定值，此时偏差值S前＝S1-S2，并且因为采用激光雷达进行测距是现有技术十分常规的技术，所以在此并没有详细展开如何通过激光雷达去测量S1；
步骤(3)、然后根据步骤(2)得到的S前得到S后＝S前+S箱+S标，其中，S箱为前箱的尺寸，即为20尺，S标为后箱与前箱之间的距离，即为5cm；
步骤(4)、无人驾驶集卡判断需要取下的顺序，若先取下前箱，则跳转到步骤(6)，若先取下后箱，则跳转到步骤(7)；
步骤(5)、判断前箱与后箱是否是同一放置贝位，若是同贝位，根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(3)得到的偏差值S前得到停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据停位对位线进行对位，取下前箱，再往前调整S箱+S标的距离，取下后箱；若是不同贝位，则根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(3)得到的偏差值S前得到前箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据前箱停位对位线进行对位，取下前箱；然后前往后箱放置贝位，并且根据步骤(1)设定的对位基准线与步骤(4)得到的偏差值S后得到后箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据后箱停位对位线进行对位，取下后箱；
步骤(6)、判断前箱与后箱是否是同一放置贝位，若是同贝位，根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(4)得到的偏差值S后得到停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据停位对位线进行对位，取下后箱，再往后调整S箱+S标的距离，取下前箱；若不同贝位，则根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(4)得到的偏差值S后得到后箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据后箱停位对位线进行对位，取下后箱，然后前往前箱放置贝位，并且根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(3)得到的偏差值S前得到前箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据前箱停位对位线进行对位，取下前箱。
上述对位主要是采用激光雷达，将两条线进行重合，这个也是现有技术比较常规的技术，所以在此没有进行详细的展开；
采用该方法不需要龙门吊进行调整，直接就可以放置，大大提升了工作效率。
具体实施例二：
无人驾驶集卡与具体实施例一一样，区别只是前箱与后箱放置不标准，即前箱与后箱之间的距离S标并不是标准距离，所以其方法具体包括以下步骤：
步骤(1)、将前箱放置到无人驾驶集卡上，然后探测设备扫描测量出前箱与探测设备之间的距离S1，而S2则是预先设定的对位基准线与探测设备之间的距离，一般对位基准线是固定的，不会去改变的，即S2是一个固定值，此时偏差值S前＝S1-S2，并且因为采用激光雷达进行测距是现有技术十分常规的技术，所以在此并没有详细展开如何通过激光雷达去测量S1与S2；
步骤(2)、如图2所示，探测探测设备与前箱顶部边缘的角度A；
步骤(3)、将后箱放置到无人驾驶集卡上，并且在放置过程中，探测探测设备与后箱前端之间的直线距离B，并且这个直线需要穿过前箱顶部边缘，然后就可以得到探测设备与后箱之间的水平距离C＝BcosA，即为S后，然后S标＝S后-S箱-S1，其中S箱为前箱的长度，在本具体实施例中为20尺；
后续步骤则与具体实施例一相同。
具体实施例三，与具体实施例一的区别在于，具体实施例三前箱与后箱之间的标准距离为0，即两者是紧靠放置的，即一般是在两个集装箱需要一起吊起时才会将前箱与后箱之间的距离设置成0。
具体实施例四，与具体实施例一的区别在于，具体实施例三前箱与后箱之间的标准距离为10cm。
具体实施例五，与具体实施例一的区别在于，具体实施例五中如果是先取前箱，并且在取下前箱后，可以直接通过探测设备探测后箱与探测设备之间的距离S3，然后就可以得到S后＝S3-S2，可以与前面步骤得到的偏差值S后比较，若两者差距在设定范围内，则根据测量得到的S后来得到S箱+S标，再控制无人驾驶集卡往前调整S箱+S标的距离，取下后箱；若两者差距超过设定范围，则上报。
具体实施例六，与具体实施例一的区别在于，具体实施例六采用的探测设备是多目测距摄像机，也可以实现测距的功能。
具体实施例七，与具体实施例一的区别在于，具体实施例七采用的探测设备是毫米波雷达，也可以实现测距的功能。
具体实施例八，与具体实施例一的区别在于，具体实施例八探测设备的安装位置在车头到拖挂之间，如拖挂最前端，或者是车头与拖挂之间的中部，即在车头与拖挂之间安装一个支架，将探测设备安装在这个支架上。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。
Claims (7)
1.一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法，双集装箱包括靠近集卡车头的前箱以及远离集卡车头的后箱，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)、设定无人驾驶集卡上的对位基准线，并且得到安装在无人驾驶集卡上的探测设备与对位基准线之间的距离S2；
(2)、将前箱与后箱放置在无人驾驶集卡上；
(3)、通过探测设备探测前箱与探测设备之间的距离为S1，然后得到前箱与对位基准线之间的偏差值S前＝S1-S2；
(4)、得到后箱的偏差值S后＝S前+S箱+S标，其中，S箱为前箱的尺寸，S标为后箱与前箱之间的距离；
(5)、无人驾驶集卡判断需要取下的顺序，若先取下前箱，则跳转到步骤(6)，若先取下后箱，则跳转到步骤(7)；
(6)、判断前箱与后箱是否是同一放置贝位，若是同贝位，根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(3)得到的偏差值S前得到停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据停位对位线进行对位，取下前箱，再往前调整S箱+S标的距离，取下后箱；若是不同贝位，则根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(3)得到的偏差值S前得到前箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据前箱停位对位线进行对位，取下前箱；然后前往后箱放置贝位，并且根据步骤(1)设定的对位基准线与步骤(4)得到的偏差值S后得到后箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据后箱停位对位线进行对位，取下后箱；
(7)、判断前箱与后箱是否是同一放置贝位，若是同贝位，根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(4)得到的偏差值S后得到停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据停位对位线进行对位，取下后箱，再往后调整S箱+S标的距离，取下前箱；若不同贝位，则根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(4)得到的偏差值S后得到后箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据后箱停位对位线进行对位，取下后箱，然后前往前箱放置贝位，并且根据步骤(1)设定的对位基准线以及步骤(3)得到的偏差值S前得到前箱停位对位线，然后控制无人驾驶集卡根据前箱停位对位线进行对位，取下前箱。
2.根据权利要求1所述的一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法，其特征在于：所述S标为设定的标准值。
3.根据权利要求1所述的一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法，其特征在于：所述S标为测量得到的准确值，步骤(2)放入后箱时需要通过探测设备测量探测设备与后箱的距离，然后再减去S1和S箱即可得到S标。
4.根据权利要求3所述的一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法，其特征在于：探测设备与后箱的具体的测量方法包括以下步骤：首先需要探测探测设备与前箱顶部边缘的角度A，然后探测探测设备与后箱前端之间的直线距离B，并且这个直线需要穿过前箱顶部边缘，然后就可以得到探测设备与后箱之间的水平距离C＝BcosA。
5.根据权利要求1所述的一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法，其特征在于：步骤(6)取下前箱后，通过探测设备探测后箱与探测设备之间的距离S3，然后就可以得到S后＝S3-S2，可以与步骤(4)得到的S后比较，若两者差距在设定范围内，则根据测量得到的S后来得到S箱+S标，再控制无人驾驶集卡往前调整S箱+S标的距离，取下后箱；若两者差距超过设定范围，则上报。
6.根据权利要求1所述的一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法，其特征在于：所述探测设备为激光雷达。
7.根据权利要求1所述的一种辅助集装箱堆场的双集装箱精确对位的方法，其特征在于：所述探测设备安装在无人驾驶集卡的车顶后侧或者车头后方。
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