CN209098045U - 一种吊具归零检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种吊具归零检测装置，包括轨道小车和连接在轨道小车下方的吊具，所述吊具与所述轨道小车连接处设有吊具检测装置，所述轨道小车下端还设有目标识别机构，所述目标识别装置包括第一目标识别装置和第二目标识别装置，所述第一识别装置设置于所述轨道小车下方左端部，所述第二识别装置设置于所述轨道小车下方右端部,还包括标定装置，所述标定装置包括第一标识、第二标识、第三标识、第四标识、第五标识以及第六标识，各标识均为一矩形框，本实用新型能够方便快捷的完成目标识别装置及吊具检测装置的标定，并能准确的抓取集装箱，从而极大程度减少了抓取目标集装箱的出错率，提高劳动效率并更加精准抓取目标集装箱。

Description

一种吊具归零检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种吊具检测设备领域，具体涉及一种吊具归零检测装置。

背景技术

现如今在每个港口都有大量的集装箱需要卸载、转运到临时堆场，而后再装载到各种形式的运输工具上，其装卸过程需要投入大量的时间和人工成本，并且在装卸过程中常会因为定位目标集装箱不精准造成集装箱吊装错误，从而导致重新多次吊装，从而增大装卸过程的时间成本。目前港口常采用轨道式集装箱门式起重机简称轨道吊，是一种专门用来装卸集装箱的一种起重机，用于码头集装箱堆积区作业，轨道吊采用场桥大车和轨道小车进行位置定位，使用吊具进行粗定位于目标集装箱的上方，为了吊装集装箱时精准定位目标集装箱，现采用吊具归零检测装置主要包括目标识别装置以及吊具检测装置，其中目标识别装置用于识别检测目标集装箱相对于起重机的相对位置，吊具检测装置用于检测当前吊具相对于起重机的位置，从而使得起重机能精准的抓取集装箱，目前检测吊具的方式常采用的是机器视觉方式，其中对目标集装箱的识别采用激光测距的方式来实现，如果要精确检测吊具位置和目标箱子位置，就需要对吊具检测传感器(摄像机)和目标位置检测传感器(激光扫描仪)进行标定，以纠正吊具检测传感器和目标位置检测传感器的坐标系对于现有的标定方法是对每个集装箱的箱位进行标记，这样操作方式太过繁琐，且耗费人工和时间成本。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种水泥浆浆用安全阀，其为解决不能方便快捷的完成目标识别装置及吊具检测装置的标定，并不能准确的抓取集装箱的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种吊具归零检测装置，包括轨道小车和连接在轨道小车下方的吊具，所述吊具与所述轨道小车连接处设有吊具检测装置，所述轨道小车下端还设有目标识别机构，所述目标识别机构包括第一目标识别装置和第二目标识别装置，所述第一目标识别装置设置于所述轨道小车下方左端部，所述第二目标识别装置设置于所述轨道小车下方右端部,还包括标定装置，所述标定装置包括第一标识、第二标识、第三标识、第四标识、第五标识以及第六标识，各标识均为一矩形框，其中所述第一标识到第二标识的距离与第四标识到第五标识的距离相等，所述第一标识到第四标识的距离和第二标识到第五标识距离相等，所述第三标识位于第一标识和第四标识同外侧且所述第一标识到第三标识距离与所述第四标识到第三标识距离相等；

所述第六标识设置于所述第二标识和第五标识同外侧，所述第六标识与第二标识的距离等于所述第六标识到第五标识的距离，所述第一标识、第二标识、第四标识以及第五标识处于同一高度，所述第三标识与第六标识高度一致且高度高于所述第一标识、第二标识、第四标识以及第五标识，其中各标识均设置有光源标识和无光源标识，所述有光源标识用于吊具检测装置的标定，所述无光源标识用于所述第一目标识别装置和第二目标识别装置的标定。

进一步，所述吊具检测装置采用能识别所述光源标识的热红外摄像机。

进一步，所述第一目标识别装置采用荧光扫描仪。

进一步，所述第二目标识别装置采用荧光扫描仪。

进一步，所述有光源标识为圆形且采用红外灯作为提供光源。

进一步，所述无光源标识为三角形且采用荧光材料制成。

本实用新型的有益效果：

1.检测方便，操作便捷，操作人员只需进行简单的培训便可进行操作不需专业人员操作，节省一定人工成本。

2.本实用新型能够方便快捷的完成目标识别装置及吊具检测装置的标定，并能准确的抓取集装箱，从而极大程度减少了抓取目标集装箱的出错率，提高劳动效率并更加精准抓取目标集装箱。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的三维立体示意图。

图2为图1示意图的左视图。

图3为本实用新型中标定装置的俯视图。

图4为图3的右侧视图。

图5为图3中W的局部示意图。

图中：1.轨道小车，2.目标识别机构，3.吊具检测装置，4.吊具，5.标定装置， 20.第一目标识别装置，21.第二目标识别装置，501.第一标识，502.第二标识，503. 第三标识，504.第四标识，505.第五标识，506.第六标识。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及优选实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效进行细说明。

应当理解，本实用新型所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～5所述，一种吊具归零检测装置，包括轨道小车1和连接在轨道小车1 下方的吊具4，吊具4与所述轨道小车1连接处设有吊具检测装置3，轨道小车1下端还设有目标识别机构2，其中目标识别装置还包括第一目标识别装置20和第二目标识别装置21，第一识别装置设置于轨道小车1下方左端部，第二识别装置设置在轨道小车1下方右端部,一种吊具归零检测装置还包括标定装置5，该标定装置5包括第一标识501、第二标识502、第三标识503、第四标识504、第五标识505以及第六标识506，上述各标识均设置为一矩形框，其中第一标识501到第二标识502的距离S2与第四标识504到第五标识505的距离S2相等，第一标识501到第四标识504 的距离S1和第二标识502到第五标识505距离S1相等，第三标识503位于第一标识 501和第四标识504同外侧且第一标识501到第三标识503距离D1与第四标识504到第三标识503距离D2相等；

同时，第六标识506设置于第二标识502和第五标识505同外侧，第六标识506 与第二标识502的距离D3等于第六标识506到第五标识505的距离D4，并且第一标识501、第二标识502、第四标识504以及第五标识505均处于同一高度h1，第三标识503与第六标识506高度一致h2且高度高于第一标识501、第二标识502、第四标识504以及第五标识505，其中各标识均设置有光源标识w1和无光源标识w2，其中有光源标识w1用于吊具检测装置3的标定，无光源标识w2用于第一目标识别装置 20和第二目标识别装置21的标定。

参考图2,4优选地实施例中，第一目标识别装置20采用荧光扫描仪，第二目标识别装置21采用荧光扫描仪，吊具检测装置3采用能识别所述光源标识的热红外摄像机其中带热红外滤光片的摄像机，可以很好将可见光滤除，准确的将有光源标识 w1进行识别，无光源标识w2采用荧光材料制成，而第一目标识别装置20和第二目标识别装置21均采用荧光扫描仪用以识别无光源标识w2，通过荧光粉打在上面具有高能量值，荧光扫描出无光源标识w2的轮廓后，根据返回荧光粉的能量值，准确的将无光源标识w2的轮廓提取出来，从而使得第一目标识别装置20和第二目标识别装置21能准确获取带有无光源标识w2，其中第一目标识别装置20的原理是通过以荧光扫描仪为外界的测量基准坐标系，即轨道小车1坐标系，根据计算荧光扫描仪相对于测量基准坐标系的状态，一般物体在空间上均具有六个自由度，包括三个移动自由度和三个与之对应的旋转自由度，其中三维坐标系统标定主要是模板法，即通过三维坐标已知的被测点将荧光扫描仪坐标系和测量基准坐标系联系起来，从而求出两个坐标系的转换坐标系。

通常情况下荧光扫描仪扫描点是离散的，因此被测点在基准坐标系内的三维坐标无法精确获取，使得标定精度差，根据荧光扫描仪本身的结构特性，荧光扫描仪对不同的荧光材料反馈效果不一样，本发明对无光源标识w2采用高性能荧光材料，荧光扫描仪对荧光材料敏感度非常高，反射回来的点能量值也很高，利用能量值这一特点，设置一预设值，将所有满足要求的荧光点筛选出来，获取无光源标识w2的轮廓，并利用这些点求取无光源标识w2的重心，从而求取六个无光源标识w2在荧光扫描仪中的坐标{(Xi,Yi,Zi)}(i＝1,2,3,4,5,6)，与此同时，利用电子全站仪测量标识板在轨道小车1坐标系中的坐标{(Xi＇,Yi＇，Zi＇)}(i＇＝1,2,3,4,5,6)，利用 {(Xi,Yi,Zi)}和{(Xi＇,Yi＇，Zi＇)}计算荧光扫描仪坐标系和轨道小车1坐标系之间的转换关系并把标定结果存储在工业计算机(PLC)中，从而通过PLC控制将吊具控制在目标装吊集装箱位置的上方，进而准确抓取集装箱。

参考图2,5,4优选地实施例中，吊具检测装置3采用能识别所述光源标识的热红外摄像机，带有热红外滤光片的摄像机，可以很好将可见光滤除，准确的将有光源标识w1进行识别，其中吊具检测装置3标定原理是将摄像机坐标系转换到轨道小车1 坐标系，需要三个以上公共点将摄像机坐标系和轨道小车1坐标系联系起来，从而计算出两个坐标系之间的关系。

其中有光源标识w1是用于摄像机的识别，有光源标识w1是采用的红外灯的光源，摄像头安装有滤光片，从而保证摄像机能够准确的识别出有光源标识w1的圆心，结合有光源标识w1之间的位置关系，计算出有光源标识w1在摄像机中的空间坐标 {(Xai,Yai,Zai)}(i＝3,4,5,6)，与此同时，通过电子全站仪测量有光源标识w1在轨道小车1坐标系中的空间坐标{(Xai＇,Yai＇,Zai＇)}(i＝3,4,5,6)，利用{(Xai,Yai,Zai))}和{(Xai＇,Yai＇,Zai＇)}(i＝3,4,5,6)计算出摄像机坐标系和轨道小车1坐标系之间转换关系，因而最后把标定结果存储在工业计算机PLC中。具体工作原理：

首先将标定装置5安装并固定在集卡交互区的集卡车道两侧，为不影响集卡车道正常作业，尽量靠近集装箱堆集场，安装时尽量使标定装置5水平，假若未达到水平，可以通过调整调节螺栓，使标定装置5处于水平，同时将集装箱起重机开到标定的位置，吊具4下降到规定高度，与此同时将有光源标识w1进行通电，吊具检测装置3将对有光源标识w1进行图像采样，图像处理算法根据视野范围内有光源标识w1 红外光灯的个数来判断此时相机处于何种工作状态，计算出有光源标识w1在相机坐标系的像素坐标，并将像素坐标发送给PLC，当PLC接收到有光源标识w1的像素坐标后，根据有光源标识w1的像素坐标，结合有光源标识w1之间的位置关系，计算出有光源标识w1在摄像机中三维坐标值{(Xai,Yai,Zai)}(i＝3,4,5,6)，结合有光源标识w1在小车坐标系下的坐标{(Xai＇,Yai＇,Zai＇)}(i＝3,4,5,6)，计算摄像机坐标系与小车坐标系之间的转换关系，并将转换矩阵存储到PLC中，至此吊具检测装置3的标定完成，吊具检测装置3的标定完成后，PLC发送指令给第一目标识别装置20和第二目标识别装置21，该装置收到指令后，开始扫描地面上的无光源标识 w2，荧光扫描仪将无光源标识w2重心提取出来，得到无光源标识w2在荧光扫描仪中的坐标{(Xi,Yi,Zi)}(i＝1,2,3,4,5,6)，结合无光源标识w2在轨道小车1坐标系中的坐标{(Xi＇,Yi＇，Zi＇)}(i＝1,2,3,4,5,6)，计算第一目标识别装置20和第二目标识别的两个荧光扫描仪与小车坐标系之间的转换关系，并将计算出来的转换坐标存储到PLC中，PLC自动校验标定结果，并显示在界面上，若标定结果显示成功，则整个检测标定工作结束,从而通过PLC控制将吊具4控制在目标装吊集装箱位置的上方，进而准确抓取集装箱。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种吊具归零检测装置，其特征在于：包括轨道小车(1)和连接在轨道小车(1)下方的吊具(4)，所述吊具(4)与所述轨道小车(1)连接处设有吊具检测装置(3)，所述轨道小车(1)下端还设有目标识别机构(2)，所述目标识别机构(2)包括第一目标识别装置(20)和第二目标识别装置(21)，所述第一目标识别装置(20)设置于所述轨道小车(1)下方左端部，所述第二目标识别装置(21)设置于所述轨道小车(1)下方右端部,还包括标定装置(5)，所述标定装置(5)包括第一标识(501)、第二标识(502)、第三标识(503)、第四标识(504)、第五标识(505)以及第六标识(506)，各标识均为一矩形框，其中所述第一标识(501)到第二标识(502)的距离与第四标识(504)到第五标识(505)的距离相等，所述第一标识(501)到第四标识(504)的距离和第二标识(502)到第五标识(505)距离相等，所述第三标识(503)位于第一标识(501)和第四标识(504)同外侧且所述第一标识(501)到第三标识(503)距离与所述第四标识(504)到第三标识(503)距离相等；

所述第六标识(506)设置于所述第二标识(502)和第五标识(505)同外侧，所述第六标识(506)与第二标识(502)的距离等于所述第六标识(506)到第五标识(505)的距离，所述第一标识(501)、第二标识(502)、第四标识(504)以及第五标识(505)处于同一高度，所述第三标识(503)与第六标识(506)高度一致且高度高于所述第一标识(501)、第二标识(502)、第四标识(504)以及第五标识(505)，其中各标识均设置有光源标识和无光源标识，所述有光源标识用于吊具检测装置(3)的标定，所述无光源标识用于所述第一目标识别装置(20)和第二目标识别装置(21)的标定。

2.根据权利要求1所述的一种吊具归零检测装置，其特征在于：所述吊具检测装置(3)采用能识别所述光源标识的热红外摄像机。

3.根据权利要求1所述的一种吊具归零检测装置，其特征在于：所述第一目标识别装置(20)采用荧光扫描仪。

4.根据权利要求1所述的一种吊具归零检测装置，其特征在于：所述第二目标识别装置(21)采用荧光扫描仪。

5.根据权利要求1所述的一种吊具归零检测装置，其特征在于：所述有光源标识为圆形且采用红外灯作为提供光源。

6.根据权利要求1所述的一种吊具归零检测装置，其特征在于：所述无光源标识为三角形且采用荧光材料制成。