CN113568402B - 卸船方法、装置及船岸协同卸船系统 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开一种卸船方法、装置及船岸协同卸船系统，该方法包括：通过第一传感器组实时采集船舱的全局船舱数据，以及通过第二传感器组实时采集船舱的局部船舱数据；对全局船舱数据以及局部船舱数据进行数据融合，得到船舱的融合图像；基于融合图像，规划滑移机的目标移动路线；基于目标移动路线，控制滑移机对料堆进行推运聚拢；在聚拢后的料堆满足卸船机的抓取条件时，控制卸船机对聚拢后的料堆进行抓取。上述方案中，通过吊入滑移机，使滑移机按照规划的目标移动路线进行料推的推运聚拢，使得聚拢后的料堆能够满足卸船机的抓取条件，实现了卸船的自动化，且能够基于融合图像将船舱内的余料有效的进行推运，使得清舱更加彻底。

Description

卸船方法、装置及船岸协同卸船系统

技术领域

本说明书实施例测绘领域，尤其涉及一种卸船方法、装置及船岸协同卸船系统。

背景技术

随着科学技术的不断发展，计算机技术、电子信息技术、雷达探测技术等被广泛的应用在智能港口系统中，以提高货船的装卸效率，降低人工作业风险。

现有技术中，智能港口系统包括卸船机、清仓滑移机等设备，对装载有散货(例如煤矿)的船舱进行卸货时，具体的卸船过程为：船到岸后，工人操作卸船机，利用卸船机的抓斗抓取船舱中的货物，将其抓出后放入岸边的漏斗，通过输送机运输到后方堆场。但由于抓斗体积较大，无法彻底抓取全部的货物，因此船舱内会剩余较多的余料，即，现有技术中存在卸船不彻底的技术问题。

发明内容

本说明书实施例提供及一种卸船方法、装置及船岸协同卸船系统。

第一方面，本说明书实施例提供一种卸船方法，应用于船岸协同卸船系统中，用于对船舱中的料堆进行卸货，所述系统包括卸船机以及滑移机，所述卸船机上设置有第一传感器组，所述滑移机上设置有第二传感器组，所述方法包括：

通过所述第一传感器组实时采集所述船舱的全局船舱数据，以及通过所述第二传感器组实时采集所述船舱的局部船舱数据；

对所述全局船舱数据以及所述局部船舱数据进行数据融合，得到所述船舱的融合图像；

基于所述融合图像，规划所述滑移机的目标移动路线；

基于所述目标移动路线，控制所述滑移机对所述料堆进行推运聚拢；

在聚拢后的料堆满足所述卸船机的抓取条件时，控制所述卸船机对聚拢后的料堆进行抓取。

可选地，所述通过所述第二传感器组采集所述船舱的局部船舱数据之前，所述方法还包括：

基于所述全局船舱数据，构建所述船舱的三维地图，所述图像用于显示所述船舱中每个料堆的情况；

基于所述三维地图，确定所述滑移机的初始移动路线、所述滑移机的初始位置以及所述滑移机的初始姿态；

通过所述卸船机将所述滑移机放置于所述初始位置，以使所述滑移机按照所述初始姿态以及所述初始移动路线执行料堆的推运，并在料堆的推运过程中采集所述局部船舱数据。

可选地，所述基于所述三维地图，确定所述滑移机的初始路线，包括：

基于所述三维地图，对所述船舱上的每个料堆的体积进行估算；

基于所述每个料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述初始移动路线，其中，基于所述初始移动路线进行料堆推运后形成多个目标料堆，所述目标料堆满足所述预设条件。

可选地，所述基于所述每个料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述初始移动路线，包括：

基于所述每个料堆的估算体积，确定出多个中心料堆；

针对每个中心料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，确定向该中心料堆推运的N个待推运料堆，N为正整数；

基于所述每个中心料堆的位置，以及与所述每个中心料堆对应的N个待推运料堆的位置，规划所述初始移动路线。

可选地，所述基于所述融合图像，规划所述滑移机的目标移动路线，包括：

确定所述滑移机在所述船舱内的当前位置；

确定距离所述当前位置预设范围内的料堆的估算体积；

基于所述预设范围内的料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述目标移动路线。

可选地，所述对所述全局船舱数据以及所述局部船舱数据进行数据融合，得到所述船舱的融合图像，包括：

确定所述全局船舱数据的时间标签，以及所述局部船舱数据的时间标签；

将时间标签相匹配的所述全局船舱数据以及局部船舱数据进行数据融合，得到所述融合图像。

可选地，所述控制所述卸船机对聚拢后的料堆进行抓取之前，所述方法还包括：

基于所述卸船机的抓斗作业范围，确定所述滑移机的规避路线；

控制所述滑移机按照所述规避路线移动到所述抓斗作业范围以外的安全区域。

可选地，所述方法还包括：

确定所述船舱的平整度是否满足预设平整度范围，以及确定所述船舱内的料堆高度是否满足预设高度范围；

若是，确定所述船舱的卸船作业完成，控制所述卸船机回收所述滑移机。

第二方面，本说明书实施例提供一种卸船装置，应用于船岸协同卸船系统中，用于对船舱中的料堆进行卸货，所述系统包括卸船机以及滑移机，所述卸船机上设置有第一传感器组，所述滑移机上设置有第二传感器组，所述装置包括：

数据获取模块，用于通过所述第一传感器组实时采集所述船舱的全局船舱数据，以及通过所述第二传感器组实时采集所述船舱的局部船舱数据；

图像融合模块，用于对所述全局船舱数据以及所述局部船舱数据进行数据融合，得到所述船舱的融合图像；

路线规划模块，用于基于所述融合图像，规划所述滑移机的目标移动路线；

第一控制模块，用于基于所述目标移动路线，控制所述滑移机对所述料堆进行推运聚拢；

第二控制模块，用于在聚拢后的料堆满足所述卸船机的抓取条件时，控制所述卸船机对聚拢后的料堆进行抓取。

可选地，所述装置还包括：

地图构建模块，用于基于所述全局船舱数据，构建所述船舱的三维地图，所述图像用于显示所述船舱中每个料堆的情况；

初始数据确定模块，用于基于所述三维地图，确定所述滑移机的初始移动路线、所述滑移机的初始位置以及所述滑移机的初始姿态；

第三控制模块，用于通过所述卸船机将所述滑移机放置于所述初始位置，以使所述滑移机按照所述初始姿态以及所述初始移动路线执行料堆的推运，并在料堆的推运过程中采集所述局部船舱数据。

可选地，所述初始数据确定模块，用于：

基于所述三维地图，对所述船舱上的每个料堆的体积进行估算；

基于所述每个料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述初始移动路线，其中，基于所述初始移动路线进行料堆推运后形成多个目标料堆，所述目标料堆满足所述预设条件。

可选地，所述初始数据确定模块，用于：

基于所述每个料堆的估算体积，确定出多个中心料堆；

针对每个中心料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，确定向该中心料堆推运的N个待推运料堆，N为正整数；

基于所述每个中心料堆的位置，以及与所述每个中心料堆对应的N个待推运料堆的位置，规划所述初始移动路线。

可选地，所述路线规划模块，用于：

确定所述滑移机在所述船舱内的当前位置；

确定距离所述当前位置预设范围内的料堆的估算体积；

基于所述预设范围内的料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述目标移动路线。

可选地，所述图像融合模块，用于：

确定所述全局船舱数据的时间标签，以及所述局部船舱数据的时间标签；

将时间标签相匹配的所述全局船舱数据以及局部船舱数据进行数据融合，得到所述融合图像。

可选地，所述装置还包括：

规避路线确定模块，用于基于所述卸船机的抓斗作业范围，确定所述滑移机的规避路线；

第四控制模块，用于控制所述滑移机按照所述规避路线移动到所述抓斗作业范围以外的安全区域。

可选地，所述装置还包括：

清舱判断模块，用于确定所述船舱的平整度是否满足预设平整度范围，以及确定所述船舱内的料堆高度是否满足预设高度范围；

第五控制模块，用于在所述船舱的平整度满足预设平整度范围，以及确定所述船舱内的料堆高度满足预设高度范围时，确定所述船舱的卸船作业完成，控制所述卸船机回收所述滑移机。

第三方面，本说明书实施例提供一种船岸协同卸船系统，用于对船舱中的物料进行卸货，所述系统包括：

卸船机、滑移机以及数据处理平台，所述卸船机上设置有第一传感器组，所述滑移机上设置有第二传感器组，所述卸船机以及所述滑移机均与所述数据处理平台通信连接；

所述卸船机，用于通过所述第一传感器组实时采集所述船舱的全局船舱数据，并将所述全局船舱数据发送给所述数据处理平台；

所述滑移机，用于通过所述第二传感器组实时采集所述船舱的局部船舱数据，并将所述局部船舱数据发送给所述数据处理平台；

所述数据处理平台，用于对所述全局船舱数据和所述局部船舱数据进行融合，得到所述船舱的融合图像；基于所述融合图像，规划所述滑移机的目标移动路线；

所述滑移机，还用于基于所述目标移动路线，对所述料堆进行推运聚拢；

所述卸船机，还用于在聚拢后的料堆满足所述卸船机的抓取条件时，对聚拢后的料堆进行抓取。

第四方面，本说明书实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

本说明书实施例有益效果如下：

本说明书实施例提供的卸船方法，应用于船岸协同卸船系统中，该系统包括卸船机以及滑移机，卸船机上设置有第一传感器组，滑移机上设置有第二传感器组，通过第一传感器组实时采集船舱的全局船舱数据，以及通过第二传感器组实时采集船舱的局部船舱数据；对全局船舱数据以及局部船舱数据进行数据融合，得到船舱的融合图像；基于融合图像，规划滑移机的目标移动路线；基于目标移动路线，控制滑移机对料堆进行推运聚拢；在聚拢后的料堆满足卸船机的抓取条件时，控制卸船机对聚拢后的料堆进行抓取。上述方案中，通过吊入滑移机，使滑移机按照规划的目标移动路线进行料推的推运聚拢，使得聚拢后的料堆能够满足卸船机的抓取条件，实现了卸船的自动化，且能够基于融合图像将船舱内的余料有效的进行推运，使得清舱更加彻底。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本说明书实施例提供的一种卸船方法的流程图；

图2为本说明书实施例提供的一种船岸协同卸船系统的示意图；

图3为本说明书实施例提供的一种卸船装置的示意图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本说明书实施例提供一种卸船方法，应用于船岸协同卸船系统中，用于对船舱中的料堆进行卸货，船岸协同卸船系统包括岸基部分、船基部分以及数据处理平台。其中，岸基部分包括卸船机，在卸船机上设置有第一传感器组，第一传感器组包括但不限于激光雷达、摄像头、定位装置等，用于采用俯视视角对船舱内部环境进行三维信息采集。船基部分包括滑移机，在滑移机上设置有第二传感器组，第二传感器组包括但不限于激光雷达、摄像头、定位装置等，用于采集船舱内部的数据。数据处理平台，可以为边缘计算平台，能够与岸基部分以及船基部分通信，用于接收卸船机以及滑移机采集到的船舱数据，并对其进行分析处理，以及向卸船机和/或滑移机下发指令。

如图1所示，为本说明书实施例提供的一种卸船方法的流程图，应用于船岸协同卸船系统中，该方法包括以下步骤：

步骤S11：通过所述第一传感器组实时采集所述船舱的全局船舱数据，以及通过所述第二传感器组实时采集所述船舱的局部船舱数据；

步骤S12：对所述全局船舱数据以及所述局部船舱数据进行数据融合，得到所述船舱的融合图像；

步骤S13：基于所述融合图像，规划所述滑移机的目标移动路线；

步骤S14：基于所述目标移动路线，控制所述滑移机对所述料堆进行推运聚拢；

步骤S15：在聚拢后的料堆满足所述卸船机的抓取条件时，控制所述卸船机对聚拢后的料堆进行抓取。

需要说明的是，在卸船初期，由于船舱中的货物较多，可以直接通过卸船机的抓斗抓取船舱中的货物，以货物为煤矿为例，在卸船末期，随着煤矿的减少，散落在舱底或者位于船舱边角处的煤矿无法被抓斗抓取，此时，可以吊入滑移机对散落的煤矿进行推运聚拢，将小堆的煤矿堆积成较大体积的煤矿，以使抓斗能够继续抓取。

本说明书实施例中，为了使滑移机能够自动进行料堆的推运，且以最优的行驶路线进行推运，在滑移机吊入之前，可以先对滑移机的初始移动路线、执行推运作业的起点以及滑移机的姿态进行确定。在具体实施过程中，可以通过以下方式来实现：基于所述全局船舱数据，构建所述船舱的三维地图，所述图像用于显示所述船舱中每个料堆的情况；基于所述三维地图，确定所述滑移机的初始移动路线、所述滑移机的初始位置以及所述滑移机的初始姿态；通过所述卸船机将所述滑移机放置于所述初始位置，以使所述滑移机按照所述初始姿态以及所述初始移动路线执行料堆的推运，并在料堆的推运过程中采集所述局部船舱数据。

具体来讲，卸船机上设置有第一传感器组，包括激光雷达，激光雷达可以对船舱内部的货物堆叠分布情况进行扫描得到三维点云数据，作为全局船舱数据。进一步的，可以将全局船舱数据发送给数据处理平台，通过数据处理平台构建三维地图，也可以基于卸船机上设置的处理器来构建三维地图，这里不做限定。

在构建三维地图时，由于船舱侧壁的高度都是较为接近，侧壁对应的扫描数据可以是连续的且高度相近的数据，因此，根据三维点云数据可以先确定出船舱的侧壁，然后再对位于船舱内的数据进行建模，得到能够表征船舱内各个料堆分布情况的三维地图。进一步的，为了便于对料堆的高度进行检测，本说明书实施例中，可以在三维地图中确定出料堆的最低处作为高度原点，构建仓内的三维栅格，栅格内部可以对应记录相对于高度原点的高度差，以作为栅格的高度信息。

进一步的，在滑移机进入船舱之前，本说明书实施例中，会对滑移机的移动路线进行规划，以更好的对料堆进行推运。移动路线的规划原则可以根据实际需要进行设置，例如，以运输路径最短、运输时长最少等原则。本说明书实施例中，以运输路径最短为原则，对滑移机的初始移动路径进行规划。在具体实施过程中，初始移动路径可以通过以下方式进行规划：基于所述三维地图，对所述船舱上的每个料堆的体积进行估算；基于所述每个料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述初始移动路线，其中，基于所述初始移动路线进行料堆推运后形成多个目标料堆，所述目标料堆满足所述预设条件。

具体来讲，基于三维地图的坐标，可以对每个料堆的体积进行估算，卸船机进行料堆抓取的预设条件可以包括料堆的预设高度以及料堆的预设体积，即，在料堆的高度超过抓取作业的预设高度，且料堆的体积达到抓取作业的预设体积后，该料堆满足料堆抓取的预设条件。当然，预设条件可以根据实际需要进行设置，这里不做限定。

由于散落在船舱内的料堆目前都无法满足抓取作业的预设条件，因此，需要通过滑移机将多个料堆聚拢在一起，形成满足抓取作业的目标料堆。本说明书实施例中，由于对每个料堆的体积进行了估算，因此，可以根据抓取作业的预设条件，将所有料堆进行分组，其中，每一组中包含的料堆在堆积之后能够形成满足预设条件的目标料堆。需要说明的是，实现上述目的的料堆分组可以包含很多种，在具体实施过程中，可以基于滑移机运输路径最短的原则进行分组，在得到分组之后规划各组间以及组内的移动路线，以确定出滑移机的初始移动路线。当然，也可以不进行分组，直接确定滑移机的初始移动路线，这里不做限定。

本说明书实施例中，在进行料堆推运时，可以选择一个料堆为中心，将其他料堆运往该中心料堆，具体实现过程如下：基于所述每个料堆的估算体积，确定出多个中心料堆；针对每个中心料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，确定向该中心料堆推运的N个待推运料堆，N为正整数；基于所述每个中心料堆的位置，以及与所述每个中心料堆对应的N个待推运料堆的位置，规划所述初始移动路线。

具体来讲，为了降低滑移机的推运次数和推运难度，可以将体积大的料堆作为中心料堆，例如，可以在所有的料堆中确定出体积最大的料堆，将其作为一个中心料堆，并基于运输路径最短的原则，在该料堆附近确定N个待推运料堆，该N个待推运料堆与中心料堆的体积和大于等于抓取作业的预设体积，其中，N可以根据实际需要进行设置，这里不做限定。进一步的，在除上述料堆以外的料堆以外，确定距离滑移机最近的体积最大的料堆，作为中心料堆，并在该料堆附件确定一个或多个待推运料堆，依次类推，直到完成对全部需要堆积的推料的推运过程，基于此，可以得到初始移动路线。当然，初始移动路线也可以根据实际需要进行规划，这里仅做示例性说明而不进行限定。

另外，滑移机的初始位置可以是距离最先推运的料堆最近的且平坦的位置，该初始位置需要保证滑移机吊入后不会侧翻，且能够正常行驶。滑移机的姿态可以为滑移机铲斗的姿态，如初始姿态可以为铲斗与舱底平行的姿态，当然，也可以与舱底呈一定角度，这里不做限定。

需要说明的是，滑移机的初始位置和初始姿态可以是基于三维地图进行理论计算得到的结果，但船舱的实际情况可能会导致滑移机位于初始位置以及初始姿态时无法正常进行推运，此时，需要对初始位置和初始姿态进行调整。举例来讲，以货物为沙土为例，如果沙土中包含了大量的水分，沙土的重量会大大增加，滑移机在初始位置和初始姿态下很有可能无法推动货物，如果此时不调整位置和初始姿态，会导致任务无法进行，甚至会导致滑移机产生侧翻。

基于此，本说明书实施例中的方案，当滑移机位于初始位置以初始姿态进行料堆推运时，若滑移机无法正常推运，则对初始位置和/或初始姿态进行调整。在具体实施过程中，滑移机上设置有第二传感器组，基于第二传感器组可以对滑移机周围的环境进行感知建模，进一步的，可以根据建模结果对初始位置和/或初始姿态进行调整。举例来讲，仍以上述无法推动料堆为例，可以根据建模结果确定滑移机所在位置，如果滑移机处于料堆的中间位置，可以调整滑移机的初始位置至料堆的一侧，从料堆的一侧进行推运。再如，若检测到滑移机无法铲起物料，基于建模结果识别出铲斗当前铲到了体积较大的硬物，无法正常进行物料的推运，则可以调整铲斗的初始姿态，以其他角度进行物料的推运。

需要说明的是，滑移机在船舱内进行推运作业时，与自动驾驶的过程类似，可以通过设置在滑移机上的处理器接收第二传感器采集到的数据，并对数据进行处理，生成各种决策指令，以使滑移机顺利进行推运。

本说明书实施例中，在滑移机进入到船舱之后，通过步骤S11进行全局船舱数据以及局部船舱数据的实时采集。具体来讲，设置在卸船机上的第一传感器组以俯视视角实时对整个船舱进行扫描，并将实时采集到的全局船舱数据持续的发送至数据处理平台。同时，设置在滑移机上的第二传感器组在滑移机的移动过程中实时的对局部船舱的数据进行采集，并将实时采集到的局部船舱数据持续的发送至数据处理平台。

步骤S12中，数据处理平台对接收到的全局船舱数据以及局部船舱数据进行数据融合，得到更加全面的反映船舱环境的融合图像。需要说明的是，为了精准进行数据融合，本说明书实施例中，全局船舱数据以及局部船舱数据通过统一的卫星时空基准，以使数据融合时实现时间基准统一。

在具体实施过程中，步骤S12可以通过以下方式实现：确定所述全局船舱数据的时间标签，以及所述局部船舱数据的时间标签；将时间标签相匹配的所述全局船舱数据以及局部船舱数据进行数据融合，得到所述融合图像。

具体来讲，在采集全局船舱数据以及局部船舱数据时，均可以采用统一的卫星授时信息进行标记，即全局船舱数据以及局部船舱数据均对应各自的时间标签。在数据处理平台接收到全局船舱数据以及局部船舱数据，分别对全局船舱数据以及局部船舱数据的时间标签进行排序，将时间标签相同或差值小于一阈值的全局船舱数据以及局部船舱数据进行融合。其中，在进行数据融合时，可以根据实际需要选择融合方式，例如，采用最近邻原则和/或采用热证匹配方法进行数据融合，这里不做限定。

步骤S13中，随着滑移机的推运料堆，船舱中的料堆情况实际上是持续发生变化的，因此，不同时刻得到的融合图像也是不同的，如果船舱上的料堆发生变化后，若仍根据初始以移动路线来移动滑移机，很有可能无法适应当前的船舱内的料堆分布情况。举例来讲，若滑移机以初始移动路线执行推运作业时，如果遇到推不动的情况，滑移机通过自身的处理器计算，确定出的决策方案为将该料堆分成两部分推送，在推送完第一部分之后，则船舱内的料堆分布实际上发生了变化，即多出了第二部分的料堆，如果继续推运第二部分的料堆，可能会导致运输路径成本增加，此时，可以根据当前时刻的融合图像对移动路线进行调整。

可见，本说明书实施例中，基于不断变化的融合图像，可以对滑移机的移动路线进行适应性调整，即不断的规划滑移机的目标移动路线，使滑移机基于目标移动路线进行推运作业，以达到最优的推运效果。

在具体实施过程中，步骤S13可以通过以下方式实现：确定所述滑移机在所述船舱内的当前位置；确定距离所述当前位置预设范围内的料堆的估算体积；基于所述预设范围内的料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述目标移动路线。

具体来讲，滑移机在船舱内移动时，由于卸船机上的第一传感器是实时采集全局船舱数据的，因此，第一传感器可以采集到位于船舱内的滑移机的位置信息。同时，滑移机可以通过第二传感器组可以采集到周围的环境数据，通过与全局船舱数据中进行比对，可以确定出滑移机所处的当前位置。

进一步的，为了实现滑移机的运输路径最短，可以以滑移机为中心，对距离中心预设范围内的料堆进行体积估算，其中，预设范围可以根据实际需要进行设置，这里不做限定。需要说明的是，如果料堆相对于初始的三维地图中的状态，或者上一时刻融合图像中的状态存在误差，则需要重新估算料堆的体积，若料堆状态一直保持不变，则可以直接读取之前估算的体积即可。因此，可以先将当前时刻的融合图像与上一时刻的融合图像，或与初始三维地图进行比较，确定是否发生变化，若是，则进行料堆体积的重新估算。

进一步的，在预设范围内的料堆中确定出待推送的料推，并生成目标移动路线，具体的实现方式与上述初始路线的生成方式类似，这里就不再赘述了。在确定了目标移动路线之后，通过步骤S14来控制化以及对料堆进行退运聚拢。

步骤S15中，可以通过第一传感器组实时采集的全局船舱数据对船舱内各料堆进行实时监控，并对各料堆的体积进行检测，如果经过滑移机推运后的料堆满足卸船机的抓取条件时，控制卸船机对满足抓取条件的料堆进行抓取。在卸船机抓取料堆的同时，滑移机执行下一步的推运操作，当滑移机又聚拢完满足抓取条件的料堆之后，卸船机再次抓取新聚拢的料堆，重复执行上述步骤，直到完成清舱作业。

另外，考虑到卸船机可能无法完全抓取聚拢的料堆，即在抓取操作结束后，会残余一些物料，因此，可以通过实时采集到的船舱数据得到的融合图像中也会包含有残余物料，在此基础上重新规划目标移动路线，以将残余物料重新进行推运，这样就可以实现更彻底的对料堆的推运和清舱。

由此可见，本说明书实施例中的方案，根据船舱内料堆的变化实时的规划滑移机的移动路线，使得料堆的推运和抓取更加合理和彻底。

本说明书实施例中，为了避免在卸船机抓取料堆的时候对滑移机造成损伤，在进行抓取操作之前，可以执行以下步骤：基于所述卸船机的抓斗作业范围，确定所述滑移机的规避路线；控制所述滑移机按照所述规避路线移动到所述抓斗作业范围以外的安全区域。

具体来讲，卸船机的抓斗在打开时，对应的抓斗平摊面积是确定的，可以将抓斗平摊面积作为抓斗作业范围，或者将大于抓斗平摊面积的范围作为抓斗作业范围，这里不做限定。为了确保滑移机在料堆抓取的过程中不与抓斗发生碰撞，需要将滑移机移动到远离抓斗作业范围的安全区域。具体来讲，如果滑移机当前推运的料堆以及移动路线均在安全区域内，则继续执行推运任务，如果滑移机当前推运的料堆以及移动路线在抓取过程中处于抓斗作业范围内，则可以在安全区域内重新规划移动路线，或者将滑移机移动到安全区域内等待抓取作业完成，并在抓取作业完成之后继续按照原来的路线进行料堆的推运。

本说明书实施例中，为了检测抓取工作是否完成，可以实时的检测船舱的平整度是否满足预设平整度范围，以及确定船舱内的料堆高度是否满足预设高度范围，其中，预设平整度范围以及预设高度范围可以用于表征卸货完成的范围，预设平整度范围以及预设高度范围可以根据实际需要进行设置，这里不做限定。具体来讲，可以基于融合后的图像，或者基于全局船舱数据构建的图像，确定图像中船舱内各个位置的高度，并计算各个位置的高度差异，以得到船舱的平整度以及船舱内料堆的高度。当船舱平整度满足预设的平整度范围，以及各个位置的高度均满足预设高度范围，或最大高度小于预设高度，则表明卸船完毕，此时，可以控制卸船机将滑移机吊出船舱。

如图2所示，为本说明书实施例提供的一种船岸协同卸船系统，用于对船舱中的物料进行卸货，该系统包括：

卸船机21、滑移机22以及数据处理平台23，卸船机21上设置有第一传感器组，滑移机22上设置有第二传感器组，卸船机21以及滑移机22均与数据处理平台23通信连接；

卸船机21，用于通过第一传感器组实时采集船舱的全局船舱数据，并将全局船舱数据发送给数据处理平台23；

滑移机22，用于通过第二传感器组实时采集船舱的局部船舱数据，并将局部船舱数据发送给数据处理平台23；

数据处理平台23，用于对全局船舱数据和局部船舱数据进行融合，得到船舱的融合图像；基于融合图像，规划滑移机22的目标移动路线；

滑移机22，还用于基于目标移动路线，对料堆进行推运聚拢；

卸船机21，还用于在聚拢后的料堆满足卸船机的抓取条件时，对聚拢后的料堆进行抓取。

需要说明的是，本说明书实施例中的船岸协同卸船系统，包括岸基部分、船基部分以及数据处理平台23，其中，岸基部分包括卸船机21，船基部分包括滑移机22，数据处理平台23可以为云处理平台，也可以为本地处理平台，本说明书实施例中，数据处理平台23可以为边缘计算平台。

为了更好的理解本方案提供的船岸协同卸船系统，下面对船岸协同卸船系统的工作流程进行说明：

在货船进入港口之后，卸船机21通过第一传感器组对船舱进行扫描，将扫描得到的全局船舱数据发送给数据处理平台23；

数据处理平台23基于全局船舱数据，确定当前是否满足卸船作业条件；

其中，卸船作业条件可以包括船舱是否停在指定卸船位置、船舱内是否存在货物等；

数据处理平台23在确定货船满足卸船作业条件后，根据全局船舱数据，构建三维栅格地图，规划滑移机的初始移动路线、初始位置以及初始姿态；

卸船机21将滑移机22调入船舱；

滑移机22从数据处理平台23下载三维栅格地图、初始移动路线、初始位置以及初始姿态，进行料堆推运；

滑移机22在推运过程中实时采集局部船舱数据，并发送给数据处理平台23；

卸船机21实时采集全局船舱数据，并发送给数据处理平台23；

数据处理平台23基于时空同步，对全局船舱数据以及局部船舱数据进行数据融合，得到融合图像，并基于融合图像确定是否完成清舱；

其中，清舱时的船舱平整度满足预设平整度范围，船舱内的料堆高度满足预设高度范围；

数据处理平台23在未完成清舱时，重新匹配规划滑移机22的最佳路径，并基于实时获取的全局船舱数据以及局部船舱数据进行数据融合，确定是否完成清舱，重复上述过程直到清舱完成；

数据处理平台23在完成清舱时，向滑移机22和卸船机21发送结束指令；

滑移机22在接收到结束指令后移动到指定位置；

卸船机21在接收到结束指令后将指定位置的滑移机吊出船舱。

综上所述，本说明书实施例中提供的方案，能够对卸船作业的前期、中期、后期全过程进行监控，其中，前期为滑移机未吊入船舱内的阶段，中期为滑移机执行推运作业的阶段，后期为滑移机完成推运作业的阶段。在卸船前期，能够对滑移机的初始移动路线、初始位置以及初始姿态进行设置，以使滑移机能够顺利执行推运作业。在卸船中期，可以基于融合图像对滑移机的移动路线进行实时调整，以使移动路线最优。在卸船后期，能够准确的对船舱内的余料情况进行扫描，确定是否停止推运作业。整个过程均无需人工参与，显著提升了卸船效率。同时，通过第一传感器组以及第二传感器组能够对船舱内的环境进行全面感知，能够准确的对船舱内的料堆状态进行准确识别，以对滑移机和卸船机进行精准控制。

基于同一发明构思，本说明书实施例提供一种卸船装置，应用于船岸协同卸船系统中，用于对船舱中的料堆进行卸货，所述系统包括卸船机以及滑移机，所述卸船机上设置有第一传感器组，所述滑移机上设置有第二传感器组，如图3所示，该装置包括：

数据获取模块31，用于通过所述第一传感器组实时采集所述船舱的全局船舱数据，以及通过所述第二传感器组实时采集所述船舱的局部船舱数据；

图像融合模块32，用于对所述全局船舱数据以及所述局部船舱数据进行数据融合，得到所述船舱的融合图像；

路线规划模块33，用于基于所述融合图像，规划所述滑移机的目标移动路线；

第一控制模块34，用于基于所述目标移动路线，控制所述滑移机对所述料堆进行推运聚拢；

第二控制模块35，用于在聚拢后的料堆满足所述卸船机的抓取条件时，控制所述卸船机对聚拢后的料堆进行抓取。

可选地，所述装置还包括：

地图构建模块，用于基于所述全局船舱数据，构建所述船舱的三维地图，所述图像用于显示所述船舱中每个料堆的情况；

初始数据确定模块，用于基于所述三维地图，确定所述滑移机的初始移动路线、所述滑移机的初始位置以及所述滑移机的初始姿态；

第三控制模块，用于通过所述卸船机将所述滑移机放置于所述初始位置，以使所述滑移机按照所述初始姿态以及所述初始移动路线执行料堆的推运，并在料堆的推运过程中采集所述局部船舱数据。

可选地，所述初始数据确定模块，用于：

基于所述三维地图，对所述船舱上的每个料堆的体积进行估算；

基于所述每个料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述初始移动路线，其中，基于所述初始移动路线进行料堆推运后形成多个目标料堆，所述目标料堆满足所述预设条件。

可选地，所述初始数据确定模块，用于：

基于所述每个料堆的估算体积，确定出多个中心料堆；

针对每个中心料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，确定向该中心料堆推运的N个待推运料堆，N为正整数；

基于所述每个中心料堆的位置，以及与所述每个中心料堆对应的N个待推运料堆的位置，规划所述初始移动路线。

可选地，路线规划模块33，用于：

确定所述滑移机在所述船舱内的当前位置；

确定距离所述当前位置预设范围内的料堆的估算体积；

基于所述预设范围内的料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述目标移动路线。

可选地，图像融合模块32，用于：

确定所述全局船舱数据的时间标签，以及所述局部船舱数据的时间标签；

将时间标签相匹配的所述全局船舱数据以及局部船舱数据进行数据融合，得到所述融合图像。

可选地，所述装置还包括：

规避路线确定模块，用于基于所述卸船机的抓斗作业范围，确定所述滑移机的规避路线；

第四控制模块，用于控制所述滑移机按照所述规避路线移动到所述抓斗作业范围以外的安全区域。

可选地，所述装置还包括：

清舱判断模块，用于确定所述船舱的平整度是否满足预设平整度范围，以及确定所述船舱内的料堆高度是否满足预设高度范围；

第五控制模块，用于在所述船舱的平整度满足预设平整度范围，以及确定所述船舱内的料堆高度满足预设高度范围时，确定所述船舱的卸船作业完成，控制所述卸船机回收所述滑移机。

关于上述装置，其中各个模块的具体功能已经在本说明书实施例提供的卸船方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

基于与前述实施例中卸船方法的发明构思，本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文所述卸船方法的任一方法的步骤。

本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的设备。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令设备的制造品，该指令设备实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本说明书的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本说明书范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本说明书进行各种改动和变型而不脱离本说明书的精神和范围。这样，倘若本说明书的这些修改和变型属于本说明书权利要求及其等同技术的范围之内，则本说明书也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种卸船方法，其特征在于，应用于船岸协同卸船系统中，用于对船舱中的料堆进行卸货，所述系统包括卸船机以及滑移机，所述卸船机上设置有第一传感器组，所述滑移机上设置有第二传感器组，所述方法包括：

通过所述第一传感器组实时采集所述船舱的全局船舱数据，以及通过所述第二传感器组实时采集所述船舱的局部船舱数据；

对所述全局船舱数据以及所述局部船舱数据进行数据融合，得到所述船舱的融合图像；

基于所述融合图像，规划所述滑移机的目标移动路线；

基于所述目标移动路线，控制所述滑移机对所述料堆进行推运聚拢；

在聚拢后的料堆满足所述卸船机的抓取条件时，控制所述卸船机对聚拢后的料堆进行抓取；

基于所述全局船舱数据，构建所述船舱的三维地图，所述图像用于显示所述船舱中每个料堆的情况；

基于所述三维地图，确定所述滑移机的初始移动路线，包括：基于所述三维地图，对所述船舱上的每个料堆的体积进行估算；基于所述每个料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述初始移动路线，其中，基于所述初始移动路线进行料堆推运后形成多个目标料堆，所述目标料堆满足所述预设条件；所述基于所述每个料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述初始移动路线，包括：基于所述每个料堆的估算体积，确定出多个中心料堆；针对每个中心料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，确定向该中心料堆推运的N个待推运料堆，N为正整数；基于所述每个中心料堆的位置，以及与所述每个中心料堆对应的N个待推运料堆的位置，规划所述初始移动路线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述第二传感器组采集所述船舱的局部船舱数据之前，所述方法还包括：

基于所述三维地图，确定所述滑移机的初始位置以及所述滑移机的初始姿态；

通过所述卸船机将所述滑移机放置于所述初始位置，以使所述滑移机按照所述初始姿态以及所述初始移动路线执行料堆的推运，并在料堆的推运过程中采集所述局部船舱数据。

3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述融合图像，规划所述滑移机的目标移动路线，包括：

确定所述滑移机在所述船舱内的当前位置；

确定距离所述当前位置预设范围内的料堆的估算体积；

基于所述预设范围内的料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述目标移动路线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述全局船舱数据以及所述局部船舱数据进行数据融合，得到所述船舱的融合图像，包括：

确定所述全局船舱数据的时间标签，以及所述局部船舱数据的时间标签；

将时间标签相匹配的所述全局船舱数据以及局部船舱数据进行数据融合，得到所述融合图像。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述卸船机对聚拢后的料堆进行抓取之前，所述方法还包括：

基于所述卸船机的抓斗作业范围，确定所述滑移机的规避路线；

控制所述滑移机按照所述规避路线移动到所述抓斗作业范围以外的安全区域。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述船舱的平整度是否满足预设平整度范围，以及确定所述船舱内的料堆高度是否满足预设高度范围；

若是，确定所述船舱的卸船作业完成，控制所述卸船机回收所述滑移机。

7.一种卸船装置，其特征在于，应用于船岸协同卸船系统中，用于对船舱中的料堆进行卸货，所述系统包括卸船机以及滑移机，所述卸船机上设置有第一传感器组，所述滑移机上设置有第二传感器组，所述装置包括：

数据获取模块，用于通过所述第一传感器组实时采集所述船舱的全局船舱数据，以及通过所述第二传感器组实时采集所述船舱的局部船舱数据；

图像融合模块，用于对所述全局船舱数据以及所述局部船舱数据进行数据融合，得到所述船舱的融合图像；

路线规划模块，用于基于所述融合图像，规划所述滑移机的目标移动路线；

第一控制模块，用于基于所述目标移动路线，控制所述滑移机对所述料堆进行推运聚拢；

第二控制模块，用于在聚拢后的料堆满足所述卸船机的抓取条件时，控制所述卸船机对聚拢后的料堆进行抓取；

地图构建模块，用于基于所述全局船舱数据，构建所述船舱的三维地图，所述图像用于显示所述船舱中每个料堆的情况；

初始数据确定模块，用于基于所述三维地图，确定所述滑移机的初始移动路线，包括：基于所述三维地图，对所述船舱上的每个料堆的体积进行估算；基于所述每个料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述初始移动路线，其中，基于所述初始移动路线进行料堆推运后形成多个目标料堆，所述目标料堆满足所述预设条件；初始数据确定模块，还用于基于所述每个料堆的估算体积，确定出多个中心料堆；针对每个中心料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，确定向该中心料堆推运的N个待推运料堆，N为正整数；基于所述每个中心料堆的位置，以及与所述每个中心料堆对应的N个待推运料堆的位置，规划所述初始移动路线。

8.一种船岸协同卸船系统，其特征在于，用于对船舱中的物料进行卸货，所述系统包括：

卸船机、滑移机以及数据处理平台，所述卸船机上设置有第一传感器组，所述滑移机上设置有第二传感器组，所述卸船机以及所述滑移机均与所述数据处理平台通信连接；

所述卸船机，用于通过所述第一传感器组实时采集所述船舱的全局船舱数据，并将所述全局船舱数据发送给所述数据处理平台；

所述滑移机，用于通过所述第二传感器组实时采集所述船舱的局部船舱数据，并将所述局部船舱数据发送给所述数据处理平台；

所述数据处理平台，用于对所述全局船舱数据和所述局部船舱数据进行融合，得到所述船舱的融合图像；基于所述融合图像，规划所述滑移机的目标移动路线；

所述滑移机，还用于基于所述目标移动路线，对料堆进行推运聚拢；

所述卸船机，还用于在聚拢后的料堆满足所述卸船机的抓取条件时，对聚拢后的料堆进行抓取；

所述数据处理平台，还用于基于所述全局船舱数据，构建所述船舱的三维地图，所述图像用于显示所述船舱中每个料堆的情况；基于所述三维地图，确定所述滑移机的初始移动路线，包括：基于所述三维地图，对所述船舱上的每个料堆的体积进行估算；基于所述每个料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，规划所述初始移动路线，其中，基于所述初始移动路线进行料堆推运后形成多个目标料堆，所述目标料堆满足所述预设条件；

所述数据处理平台，还用于基于所述每个料堆的估算体积，确定出多个中心料堆；针对每个中心料堆的估算体积，以及所述卸船机进行料堆抓取的预设条件，确定向该中心料堆推运的N个待推运料堆，N为正整数；基于所述每个中心料堆的位置，以及与所述每个中心料堆对应的N个待推运料堆的位置，规划所述初始移动路线。