CN214141291U - 一种集装箱目标位置检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种集装箱目标位置检测系统，包括：龙门架起重机安装在集装箱堆场；起重小车安装在龙门架起重机的上横梁上；第一激光传感器机构安装在起重小车的底部；第二激光传感器机构安装在起重小车的底部；如此，随着起重小车在堆场移动的过程中，利用第一激光传感器机构及第二激光传感器机构扫描待测目标，实现当前起重小车的位置及作业轨道的全覆盖，在起重小车及龙门架起重机移动的过程中可利用激光测距的原理精确定位集装箱目标位置，检测过程不受天气及环境因素的影响，并且因第一激光传感器机构及第二激光传感器机构的角度分辨率为0.022度，进而可以确保定位的精度，精准检测出集装箱需要放置的目标位置，确保码头作业的效率。

Description

一种集装箱目标位置检测系统

技术领域

本申请属于智能港口技术领域，尤其涉及一种集装箱目标位置检测系统。

背景技术

在智能港口，经常需要对集装箱吊装至堆场(用于存放集装箱的场地)，为了提升集装箱自主搬运能力，提高码头的作业效率，在对集装箱搬运之前，需确定出目标位置，以能将集装箱吊装至该位置。

现有技术中一般是利用图像识别方法对整个堆场从不同的角度进行摄像，对获得的图像进行目标抓球，再通过既定的参照物对图像中的目标位置进行尺寸计算，进而得出的目标位置。

但是图像识别技术容易受天气、光线、阴影等影响，造成图像模糊，识别精度不准，导致无法精准检测出目标位置，进而导致码头的作业效率降低。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本申请实施例提供了一种集装箱目标位置检测系统，用于解决现有技术中再利用图像识别方法确定集装箱的目标位置时，容易受天气、光线影响，导致无法精准检测出目标位置，进而导致码头的作业效率降低的技术问题。

本申请提供一种集装箱目标位置检测系统，所述系统包括：

龙门架起重机，通过轨道安装在集装箱堆场；

起重小车，安装在所述龙门架起重机的上横梁上；

第一激光传感器机构，安装在所述起重小车的底部，所述第一激光传感器机构位于所述底部的一侧；

第二激光传感器机构，安装在所述起重小车的底部，所述第二激光传感器机构位于所述底部的另一侧；所述第一激光传感器机构与所述第二激光传感器机构的角度分辨率为0.022度。

可选的，所述第一激光传感器机构安装位置的中心点与所述起重小车中心点之间的距离为1300～1700mm；

所述第二激光传感器机构安装位置的中心点与所述起重小车的中心点之间的距离为1300～1700mm。

可选的，所述第一激光传感器机构包括：

第一支架；

第一激光测距仪，安装在所述第一支架上，发送激光脉冲；

第一棱镜，位于所述第一激光测距仪的一侧，所述第一棱镜安装在镜片固定支架上；

第一伺服电机，与所述第一支架相连，所述第一伺服电机控制所述第一支架转动；

第二伺服电机，与所述第一棱镜的镜片固定支架相连，所述第二伺服电机控制所述第一棱镜的镜片固定支架转动；

第一光信号接收器，位于所述第一棱镜的一侧，接收由参考目标返回的第一参考信号及由第一待测目标返回的第一回波信号。

可选的，所述第二激光传感器机构包括：

第二支架；

第二激光测距仪，安装在所述第二支架上，发送激光脉冲；

第二棱镜，位于所述第二激光测距仪的一侧，所述第二棱镜安装在镜片固定支架上；

第三伺服电机，与所述第二支架相连，所述第三伺服电机控制所述第二支架转动；

第四伺服电机，与所述第二棱镜的镜片固定支架相连，所述第四伺服电机控制所述第二棱镜的镜片固定支架转动；

第二光信号接收器，位于所述第二棱镜的一侧，接收由参考目标返回的第二参考信号及由第二待测目标返回的第二回波信号。

可选的，所述系统还包括：

处理器，位于机房内，分别与第一光信号接收器、第二光信号接收器通过线缆相连接；所述处理器根据第一参考信号及第一回波信号确定第一待测目标的距离；根据第二参考信号及第二回波信号确定第二待测目标的距离。

可选的，所述系统还包括：

控制器，位于所述龙门架起重机内，所述控制器与处理器通过通信线缆相连接。

可选的，所述系统还包括：

供电电源，分别与所述第一激光传感器机构及所述第二激光传感器机构相连接。

可选的，所述处理器包括：工控机。

可选的，所述控制器为可编程逻辑控制器PLC。

可选的，所述第一激光传感器机构及所述第二激光传感器机构的扫描范围为±45°。

本申请提供了一种集装箱目标位置检测系统，系统包括：龙门架起重机，通过轨道安装在集装箱堆场；起重小车，安装在所述龙门架起重机的上横梁上；第一激光传感器机构，安装在所述起重小车的底部，所述第一激光传感器机构位于所述底部的一侧；第二激光传感器机构，安装在所述起重小车的底部，所述第二激光传感器机构位于所述底部的另一侧；所述第一激光传感器机构与所述第二激光传感器机构的角度分辨率为0.022度；如此，将第一激光传感器机构及第二激光传感器机构安装在起重小车的底部，随着起重小车在堆场移动的过程中，利用第一激光传感器机构及第二激光传感器机构扫描待测目标，实现当前起重小车的位置及作业轨道的全覆盖，在起重小车及龙门架起重机移动的过程中可利用激光测距的原理能精确定位集装箱目标位置，检测过程不受天气及环境因素的影响，并且因第一激光传感器机构及第二激光传感器机构的角度分辨率为0.022度，进而可以确保定位的精度，从而可以精准检测出集装箱需要放置的目标位置，进而确保码头作业的效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的集装箱目标位置检测系统整体结构示意图；

图2为本申请实施例第一激光传感器机构与第二激光传感器机构的安装位置示意图；

图3为本申请实施例提供的第一激光传感器机构的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的第二激光传感器机构的结构示意图。

附图标记说明：

1-龙门架起重机；2-起重小车；3-第一激光传感器机构；4-第二激光传感器机构；31-第一激光测距仪；32-第一棱镜；33-第一光信号接收器；41-第二激光测距仪；42-第二棱镜；43-第二光信号接收器。

具体实施方式

为了解决现有技术中再利用图像识别方法确定集装箱的目标位置时，容易受天气、光线影响，导致无法精准检测出目标位置，进而导致码头的作业效率降低的技术问题。本申请提供了一种集装箱目标位置检测系统。

下面通过附图及具体实施例对本申请的技术方案做进一步的详细说明。

本实施例提供一种集装箱目标位置检测系统，参考图1，系统包括：龙门架起重机1、起重小车2、第一激光传感器机构3及第二激光传感器机构4；

龙门架起重机1，通过轨道安装在集装箱堆场；

起重小车2，安装在龙门架起重机1的上横梁上；

第一激光传感器机构3，通过支架安装在起重小车2的底部，第一激光传感器机构3位于底部的一侧；

第二激光传感器机构4，通过支架安装在起重小车2的底部，第二激光传感器机构4位于底部的另一侧；第一激光传感器机构3与第二激光传感器机构 4的角度分辨率为0.022度，扫描范围为±45°。

作为一种可选的实施例，为了提高激光扫描及测距的精度，本实施例安装了两个激光传感器机构，以能全覆盖扫描待测区域。第一激光传感器机构3与第二激光传感器机构4为三维激光传感器机构，第一激光传感器机构3及第二激光传感器机构4的安装位置也有具体的要求，可能不同的场景中安装位置会有所不同，但参考图2，本实施例中最优的安装位置为：

沿起重小车2的正方向，第一激光传感器机构4的安装位置的中心点B与起重小车2的中心点A之间的距离为1300～1700mm；

第二激光传感器机构4的安装位置中心点C与起重小车2的中心点A之间的距离为1300～1700mm。

这里，第一激光传感器机构3和第二激光传感器机构4的结构相同，参考图3，第一激光传感器机构3包括：第一支架、第一激光测距仪31、第一棱镜 32、第一伺服电机、第二伺服电机及第一光信号接收器33；

第一激光测距仪31，安装在第一支架上，用于向第一待测目标发送激光脉冲；其中，第一待测目标可以理解为在扫描区域内的所有物体；

第一棱镜32，位于第一激光测距仪31的一侧，第一棱镜安装在镜片固定支架上；当第一激光测距仪31产生激光脉冲时，第一棱镜32可将激光脉冲散发至第一待测目标上；

第一伺服电机，与第一支架相连，第一伺服电机控制第一支架转动，以使得第一激光测距仪31在不同的角度发射激光脉冲；

第二伺服电机，与第一棱镜32的镜片固定支架相连，第二伺服电机控制第一棱镜32的镜片固定支架转动，以使得第一棱镜32可以在不同角度扫描第一待测目标；

第一光信号接收器33，位于第一棱镜的一侧，接收由参考目标返回的第一参考信号及由第一待测目标返回的第一回波信号。

参考图4，第二激光传感器机构4包括：

第二支架；

第二激光测距仪41，安装在所述第二支架上，用于向第二待测目标发送激光脉冲；其中，第二待测目标可以理解为在扫描区域内的所有物体；

第二棱镜42，位于第二激光测距仪41的一侧，第二棱镜42安装在镜片固定支架上；当第二激光测距仪41产生激光脉冲时，第二棱镜42可将激光脉冲散发至第二待测目标上；

第三伺服电机，与所述第二支架相连，第三伺服电机控制第二支架转动；以使得第二激光测距仪41在不同的角度发射激光脉冲；

第四伺服电机，与第二棱镜42的镜片固定支架相连，第四伺服电机控制第二棱镜42的镜片固定支架转动；以使得第二棱镜42可以在不同角度扫描第二待测目标；

第二光信号接收器43，位于第二棱镜42的一侧，接收由参考目标返回的第二参考信号及由第二待测目标返回的第二回波信号。

这里，继续参考图1，系统还包括：处理器及供电电源，处理器位于机房内，分别与第一光信号接收器33、第二光信号接收器43通过线缆相连接；处理器根据第一参考信号及第一回波信号确定第一待测目标的距离；根据第二参考信号及第二回波信号确定第二待测目标的距离。其中，处理器可以为工控机。

供电电源分别与第一激光传感器机构3及第二激光传感器机构4相连接，用于为第一激光传感器机构3及第二激光传感器机构4提供电源；供电电源可为230V和115V的电源。

具体的，以第一激光传感器机构3为例说明测距原理：待测区域预先设置有参考目标，当第一激光测距仪31发出激光脉冲后，参考目标会返回一个参考信号，该信号会作为计时器的起点；在扫描过程中，激光脉冲到达第一待测目标时，第一待测目标会返回一个回波信号；第一光信号接收器33接收到参考信号后，将参考信号转换为电脉冲信号，并对其进行放大和整形，整形后的参考信号使得触发器翻转，以能给计数器发送开始计数的信号，计数器开始计数；当接收到回波信号，将回波信号转换为电脉冲，也对其进行放大和整型，整形后的回波信号使得触发器翻转无效，从而使得计数器停止工作，计数器输出光传播的时间差，根据该时间差计算第一待测目标的距离。这样根据待测区域中各第一待测目标的距离可以确定出哪里已经存放有集装箱，哪里还未存放集装箱，进而确定出集装箱待存放的目标位置。

同样的原理，第二激光传感器机构4的测距原理与第一激光传感器3的测距原理是完全相同的，在此不再赘述。

这里，系统还包括：控制器，位于龙门架起重机1内，控制器与处理器通过通信线缆相连接。当处理器确定出目标位置后，向控制器发送控制指令，控制器根据控制指令将集装箱吊放至目标位置。其中，本实施例中的控制器可以为可编程逻辑控制器PLC。

这样通过第一激光传感器机构3和第二激光传感器机构4对堆场进行无死角扫描，在起重小车2及龙门架起重机1移动的过程中可利用激光测距的原理能精确定位集装箱目标位置，检测过程不受天气及环境因素的影响，并且因第一激光传感器机构3及第二激光传感器机构4的角度分辨率为0.022度，进而可以确保定位的精度；并且因因第一激光传感器机构3及第二激光传感器机构 4是直接利用棱镜扫描，无需另外安装云台，因此数据处理速度较快，从而可以精准检测出集装箱需要放置的目标位置，进而确保码头作业的效率。

本申请提供的集装箱目标位置检测系统能带来的有益效果至少是：

本申请提供了一种集装箱目标位置检测系统，系统包括：龙门架起重机，通过轨道安装在集装箱堆场；起重小车，安装在所述龙门架起重机的上横梁上；第一激光传感器机构，安装在所述起重小车的底部，所述第一激光传感器机构位于所述底部的一侧；第二激光传感器机构，安装在所述起重小车的底部，所述第二激光传感器机构位于所述底部的另一侧；所述第一激光传感器机构与所述第二激光传感器机构的角度分辨率为0.022度；如此，将第一激光传感器机构及第二激光传感器机构安装在起重小车的底部，随着起重小车在堆场移动的过程中，利用第一激光传感器机构及第二激光传感器机构扫描待测目标，实现当前起重小车的位置及作业轨道的全覆盖，在起重小车及龙门架起重机移动的过程中可利用激光测距的原理能精确定位集装箱目标位置，检测过程不受天气及环境因素的影响，并且因第一激光传感器机构及第二激光传感器机构的角度分辨率为0.022度，进而可以确保定位的精度；并且因因第一激光传感器机构及第二激光传感器机构是直接利用棱镜扫描，无需另外安装云台，因此数据处理速度较快，从而可以精准快速检测出集装箱需要放置的目标位置，进而确保码头作业的效率。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集装箱目标位置检测系统，其特征在于，所述系统包括：

龙门架起重机，通过轨道安装在集装箱堆场；

起重小车，安装在所述龙门架起重机的上横梁上；

第一激光传感器机构，安装在所述起重小车的底部，所述第一激光传感器机构位于所述底部的一侧；

第二激光传感器机构，安装在所述起重小车的底部，所述第二激光传感器机构位于所述底部的另一侧；所述第一激光传感器机构与所述第二激光传感器机构的角度分辨率为0.022度。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一激光传感器机构安装位置的中心点与所述起重小车中心点之间的距离为1300～1700mm；

所述第二激光传感器机构安装位置的中心点与所述起重小车的中心点之间的距离为1300～1700mm。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一激光传感器机构包括：

第一支架；

第一激光测距仪，安装在所述第一支架上，发送激光脉冲；

第一棱镜，位于所述第一激光测距仪的一侧，所述第一棱镜安装在镜片固定支架上；

第一伺服电机，与所述第一支架相连，所述第一伺服电机控制所述第一支架转动；

第二伺服电机，与所述第一棱镜的镜片固定支架相连，所述第二伺服电机控制所述第一棱镜的镜片固定支架转动；

第一光信号接收器，位于所述第一棱镜的一侧，接收由参考目标返回的第一参考信号及由第一待测目标返回的第一回波信号。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二激光传感器机构包括：

第二支架；

第二激光测距仪，安装在所述第二支架上，发送激光脉冲；

第二棱镜，位于所述第二激光测距仪的一侧，所述第二棱镜安装在镜片固定支架上；

第三伺服电机，与所述第二支架相连，所述第三伺服电机控制所述第二支架转动；

第四伺服电机，与所述第二棱镜的镜片固定支架相连，所述第四伺服电机控制所述第二棱镜的镜片固定支架转动；

第二光信号接收器，位于所述第二棱镜的一侧，接收由参考目标返回的第二参考信号及由第二待测目标返回的第二回波信号。

5.如权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

处理器，位于机房内，分别与第一光信号接收器、第二光信号接收器通过线缆相连接；所述处理器根据第一参考信号及第一回波信号确定第一待测目标的距离；根据第二参考信号及第二回波信号确定第二待测目标的距离。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

控制器，位于所述龙门架起重机内，所述控制器与处理器通过通信线缆相连接。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

供电电源，分别与所述第一激光传感器机构及所述第二激光传感器机构相连接。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述处理器包括：工控机。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器PLC。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一激光传感器机构及所述第二激光传感器机构的扫描范围为±45°。

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