TWI582036B - 天車之儲位辨識系統及儲位辨識方法 - Google Patents

Description

天車之儲位辨識系統及儲位辨識方法

本發明係關於一種儲位辨識系統及儲位辨識方法，特別是關於一種自動裝卸鋼捲的天車之儲位辨識系統及儲位辨識方法。

一般天車結構通常裝設在廠房內上方，並距地面有一預定之高度，利用吊車懸吊工作物的方式，並透過吊車滑移作動進行重物之搬運移動，使工作物件由一處移至另一處，進而提供較大物料進行施工，由於可節省人力，適合在較大面積廠房或物件較龐大的場所作業。

現有的懸吊式天車系統主要包含有二呈平行並相距有預定間距之端樑、二利用鞍座跨接於該二端樑下方之橫樑及一利用車輪行走於該二橫樑上之台車，藉由控制該鞍座帶動該橫樑於該端樑上之縱向移動及控制該台車於該橫樑上之橫向移動，來達到全平面式之移動搬運作業。

然而，該天車系統係利用人工輔助完成平板車上所裝載之鋼捲的儲位定位，也就是說，平板車的駕駛員需從平板車下車移動至操作台進行人工輔助的儲位定位，駕駛員在平板車及操作台之間的來回進行操作，不僅對本身造成安全上的疑慮，同時也降低儲位定位的作業效率。

因此，有必要提供一種改良的儲位辨識系統及儲位辨識方法，以解決上述習用技術所存在的問題。

本發明之主要目的在於提供一種天車之儲位辨識系統，利用記號投影單元將定位記號投影至正確的儲位上，能夠使天車吊掛該鋼捲而自動完成裝載及卸載的作業，藉此確保駕駛員操作的安全性。

本發明之另一目的在於提供一種天車之儲位辨識方法，利用記號投影單元將定位記號投影至正確的儲位上，能夠使天車吊掛該鋼捲而自動完成裝載及卸載的作業，同時也提高儲位定位的作業效率。

為達上述之目的，本發明提供一種天車之儲位辨識系統，用以辨識一車體所裝載一鋼捲的一儲位，該儲位辨識系統包含多個位置標記、一記號投影單元、一影像擷取單元、一掃描單元、一個三維座標辨識單元及一裝卸操作單元；該等位置標記設置在該車體的周圍；該記號投影單元用以對該車體的儲位投影一定位記號；該影像擷取單元用以拍攝該車體、該定位記號及該等位置標記，並獲得一車體影像；該掃描單元用以對該車體掃描，並獲得一車體輪廓；該三維座標辨識單元電性連接該影像擷取單元及該掃描單元，用以接收該車體影像及車體輪廓而計算出一車體三維座標資料；該裝卸操作單元用以接收該車體三維座標資料，並透過該定位記號計算出該儲位的一座標位置。

在本發明之一實施例中，該等位置標記為多個同心矩形圖案，分別設置在該車體的多個外圍角落，每一位置標記對應一預定座標。

在本發明之一實施例中，該記號投影單元為一投影雷射器，用以投影呈直線雷射形式的該定位記號。

在本發明之一實施例中，該影像擷取單元為一攝影機，用以對該車體連續取像。

在本發明之一實施例中，該掃描單元為一個三維雷射測距儀，用以量測該車體各部位的高度而獲得該車體輪廓。

在本發明之一實施例中，該儲位辨識系統另具有一通訊單元，用以將該車體三維座標資料自該三維座標辨識單元無線傳輸至該裝卸操作單元。

為達上述之目的，本發明提供一種天車之儲位辨識方法，包含步驟：一備置步驟，將一車體移動至多個位置標記中；一測距步驟，量測該車體各部位的高度而獲得一車體輪廓；一定位步驟，對該車體的一儲位投影一定位記號；一取像步驟，拍攝該車體、該定位記號及該等位置標記，並獲得一車體影像；一辨識步驟，利用該車體影像及車體輪廓而計算出一車體三維座標資料；及一操作步驟，利用該定位記號計算出該儲位的一座標位置。

在本發明之一實施例中，在該定位步驟中，該定位記號係投影至該車體的儲位的二枕木之間的一中心。

在本發明之一實施例中，在該備置步驟中，該等位置標記為多個同心矩形圖案，且每一位置標記對應一預定座標。

在本發明之一實施例中，在該辨識步驟中，是將該車體影像座標轉換再映射至該車體輪廓，進而獲得該車體三維座標資料。

如上所述，本發明利用該三維座標辨識單元取得該車體的車體輪廓，再利用該影像擷取單元拍攝該車體的該車體影像，並傳輸至該裝卸操作單元，操作該裝卸操作單元的駕駛員可由該裝卸操作單元的一螢幕看到指示儲位的定位記號，並藉由駕駛員操作該裝卸操作單元將定位記號投影至正確的儲位上，再由該處理單元處理計算正確的座標，接著取得儲位的座標之後，再透過天車吊掛該鋼捲而自動完成裝載及卸載的作業，藉此確保駕駛員操作的安全性，同時也提高儲位定位的作業效率。

100‧‧‧儲位辨識系統

101‧‧‧車體

102‧‧‧鋼捲

103‧‧‧儲位

104‧‧‧橫向滑軌

105‧‧‧縱向滑軌

106‧‧‧天車

107‧‧‧吊爪

108‧‧‧枕木

2‧‧‧位置標記

3‧‧‧記號投影單元

4‧‧‧影像擷取單元

5‧‧‧掃描單元

6‧‧‧三維座標辨識單元

7‧‧‧裝卸操作單元

8‧‧‧通訊單元

81‧‧‧通訊器

91‧‧‧處理單元

92‧‧‧驅動單元

S201‧‧‧備置步驟

S202‧‧‧測距步驟

S203‧‧‧定位步驟

S204‧‧‧取像步驟

S205‧‧‧辨識步驟

S206‧‧‧操作步驟

第1圖是本發明天車之儲位辨識系統的一較佳實施例的一示意圖；第2圖是本發明天車之儲位辨識系統的一較佳實施例的記號投影單元的一示意圖；第3圖是本發明天車之儲位辨識系統的一較佳實施例的影像擷取單元的一示意圖；第4圖是本發明天車之儲位辨識系統的一較佳實施例的掃描單元的一示意圖；及第5圖是本發明天車之儲位辨識方法的一較佳實施例的一流程圖。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最 上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第1圖所示，為本發明之天車之儲位辨識系統100的一較佳實施例，用以辨識一車體101所裝載一鋼捲102的一儲位103，該儲位辨識系統100包含多個位置標記2、一記號投影單元3、一影像擷取單元4、一掃描單元5、一個三維座標辨識單元6、一裝卸操作單元7及一通訊單元8。本發明將於下文詳細說明各元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。

續參照第1圖所示，該等位置標記設置2在該車體101的周圍。在本實施例中，該等位置標記2為多個同心矩形圖案，分別設置在該車體2的多個外圍角落，其中每一位置標記2對應一預定座標，當該車體101移動至該等位置標記2的範圍內，即可透過每一位置標記2所對應的預定座標計算出該車體101的座標位置。

請參照第1、2圖所示，該記號投影單元3用以對該車體2的該儲位103的位置投影一定位記號(如第1圖所示)。在本實施例中，該記號投影單元3為一投影雷射器，用以投影呈直線雷射形式的該定位記號，也就是在該儲位103的位置投影呈直線雷射形式的定位記號。

請參照第1、3圖所示，該影像擷取單元4用以拍攝該車體101、該定位記號及該等位置標記2，並獲得一車體影像。在本實施例中，該影像擷取單元4，例如為一高解析度攝影機，用以對該車體2連續拍攝取像而形成該車體影像。該高解析度攝影機可為CCD或CMOS型之攝影機，其解析度例如高於200萬畫素。

請參照第1、4圖所示，該掃描單元5用以對該車體101進行雷射掃描，並獲得一車體輪廓。在本實施例中，該掃描單元5為一個三維雷射測距儀，其中該掃描單元5會對該車體101拋送多個量測點群資料，以計算該掃描單元5與該車體101各部位的高度，進而對該車體101進行外形圖像重建而獲得該車體輪廓。

請參照第1圖所示，該三維座標辨識單元6電性連接該影像擷取單元4及該掃描單元5，用以接收該車體影像及車體輪廓，進而計算出一車體三維座標資料。也就是說，該三維座標辨識單元6可以計算該車體影像及該車體輪廓的三維座標並整合成該車體三維座標資料。

續參照第1圖所示，該裝卸操作單元7用以接收該車體三維座標資料，並透過該定位記號計算出該儲位103的一座標位置。也就是說，該車體101的車體三維座標資料傳送至該裝卸操作單元7之後，操作該裝卸操作單元7的駕駛員會確認該定位記號投影在該車體101之儲位103的位置，進而計算出該儲位103的座標位置。

續參照第1圖所示，該通訊單元8具有多個通訊器81，分別電性連接該三維座標辨識單元6、該裝卸操作單元7及一處理單元91，用以將該車體三維座標資料自該三維座標辨識單元6無線傳輸至該裝卸操作單元7，以及將該儲位103的座標位置傳無線傳輸至該處理單元91，使該處理單元91能夠計算出一天車106移動至該儲位103的一運動路徑，進而透過操作一驅動單元92而控制一橫向滑軌104、一縱向滑軌105及該天車的106移動。

依據上述的結構，首先，將一車體101移動至多個位置標記2中；透過該掃描單元5對該車體101拋送多個量測點群資料，以計算該掃描單元5與該車體101各部位的高度，進而對該車體101進行外形圖像重建而獲得該車體輪廓；接著對該車體101的一儲位投影一定位記號，也就是將該定位記號係投影至該車體101的儲位的二枕木108之間的一中心；接著透過該影像擷取單元4對該車體2連續拍攝取像而形成該車體影像；然後利用該三維座標辨識單元6接收該車體影像及車體輪廓，將該車體影像座標轉換再映射至該車體輪廓，進而計算出一車體三維座標資料；最後該車體101的車體三維座標資料傳送至該裝卸操作單元7之後，操作該裝卸操作單元7的駕駛員會確認該定位記號投影在該車體101之儲位103的位置，進而計算出該儲位103的座標位置。

藉由上述的設計，本發明利用該三維座標辨識單元取得該車體101的車體輪廓，再利用該影像擷取單元4拍攝該車體101的該車體影像，並傳輸至該裝卸操作單元7，操作該裝卸操作單元7的駕駛員可由該裝卸操作單元7的一螢幕看到指示儲位的定位記號，並藉由駕駛員操作該裝卸操作單元7將定位記號投影至正確的儲位上，再由該處理單元91處理計算正確的座標，接著取得儲位的座標之後，再透過天車106吊掛該鋼捲102而自動完成裝載及卸載的作業，藉此確保駕駛員操作的安全性，同時也提高儲位定位的作業效率。

請參照第5圖並配合第1圖所示，本發明天車之儲位辨識方法的一較佳實施例，係藉由上述儲位辨識系統100進行儲位辨識，該儲位辨識方法包含一備置步驟S201、一測距步驟S202、一定位步驟S203、一取像 步驟S204、一辨識步驟S205及一操作步驟S206。本發明將於下文詳細說明各個步驟及運作原理。

續參照第5圖並配合第1圖所示，在該備置步驟S201中，將一車體101移動至多個位置標記2中；在本實施例中，該等位置標記2為多個同心矩形圖案，而且每一位置標記2對應一預定座標。

續參照第5圖並配合第4圖所示，在該測距步驟S202中，量測該車體101各部位的高度而獲得一車體輪廓；在本實施例中，係透過一掃描單元5(三維雷射測距儀)對該車體101拋送多個量測點群資料，以計算該掃描單元5與該車體101各部位的高度，進而對該車體101進行外形圖像重建而獲得該車體輪廓。

續參照第5圖並配合第2圖所示，在該定位步驟S203中，對該車體101的一儲位投影一定位記號；在本實施例中，該定位記號係投影至該車體101的儲位的二枕木108之間的一中心，且該記號投影單元3為一投影雷射器，用以投影呈直線雷射形式的該定位記號，也就是在該儲位103的位置投影呈直線雷射形式的定位記號。

續參照第5圖並配合第3圖所示，在該取像步驟S204中，拍攝該車體101、該定位記號及該等位置標記，並獲得一車體影像；在本實施例中，透過一影像擷取單元4(攝影機)對該車體2連續拍攝取像而形成該車體影像。

續參照第5圖並配合第1圖所示，在該辨識步驟S205中，利用該車體影像及車體輪廓而計算出一車體三維座標資料，在本實施例中，利用一個三維座標辨識單元6接收該車體影像及車體輪廓，將該車體影像座 標轉換再映射至該車體輪廓，進而計算出一車體三維座標資料，也就是說，該三維座標辨識單元6可以計算該車體影像及該車體輪廓的三維座標並整合成該車體三維座標資料。

續參照第5圖並配合第1圖所示，在該操作步驟S206中，利用該定位記號計算出該儲位的一座標位置；在本實施例中，該車體101的車體三維座標資料傳送至一裝卸操作單元7之後，操作該裝卸操作單元7的駕駛員會確認該定位記號投影在該車體101之儲位103的位置，進而計算出該儲位103的座標位置。

藉由上述的設計，本發明利用該三維座標辨識單元取得該車體101的車體輪廓，再利用該影像擷取單元4拍攝該車體101的該車體影像，並傳輸至該裝卸操作單元7，操作該裝卸操作單元7的駕駛員可由該裝卸操作單元7的一螢幕看到指示儲位的定位記號，並藉由駕駛員操作該裝卸操作單元7將定位記號投影至正確的儲位上，再由該處理單元91處理計算正確的座標，接著取得儲位的座標之後，再透過天車106吊掛該鋼捲102而自動完成裝載及卸載的作業，藉此確保駕駛員操作的安全性，同時也提高儲位定位的作業效率。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S201‧‧‧備置步驟

S202‧‧‧測距步驟

S203‧‧‧定位步驟

S204‧‧‧取像步驟

S205‧‧‧辨識步驟

S206‧‧‧操作步驟

Claims (8)

1. 一種天車之儲位辨識系統，用以辨識一車體所裝載一鋼捲的一儲位，該儲位辨識系統包含：多個位置標記，設置在該車體的周圍；一記號投影單元，用以對該車體的儲位投影一定位記號；一影像擷取單元，用以拍攝該車體、該定位記號及該等位置標記，並獲得一車體影像；一掃描單元，為一個三維雷射測距儀，用以對該車體掃描而量測該車體各部位的高度，並獲得一車體輪廓；一個三維座標辨識單元，電性連接該影像擷取單元及該掃描單元，用以接收該車體影像及車體輪廓，並將該車體影像的一座標進行轉換再映射至該車體輪廓上，而計算出一車體三維座標資料；及一裝卸操作單元，用以接收該車體三維座標資料，並透過該定位記號計算出該儲位的一座標位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之儲位辨識系統，其中該等位置標記為多個同心矩形圖案，分別設置在該車體的多個外圍角落，每一位置標記對應一預定座標。
3. 如申請專利範圍第1項所述之儲位辨識系統，其中該記號投影單元為一投影雷射器，用以投影呈直線雷射形式的該定位記號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之儲位辨識系統，其中該影像擷取單元為一攝影機，用以對該車體連續取像。
5. 如申請專利範圍第1項所述之儲位辨識系統，另具有一通訊單元，用以將該車體三維座標資料自該三維座標辨識單元無線傳輸至該裝卸操作單元。
6. 一種天車之儲位辨識方法，包含步驟：一備置步驟，將一車體移動至多個位置標記中；一測距步驟，利用一個三維雷射測距儀進行三維雷射掃描，量測該車體各部位的高度而獲得一車體輪廓；一定位步驟，對該車體的一儲位投影一定位記號；一取像步驟，拍攝該車體、該定位記號及該等位置標記，並獲得一車體影像；一辨識步驟，利用將該車體影像的一座標進行轉換再映射至該車體輪廓上，進而計算出一車體三維座標資料；及一操作步驟，利用該定位記號計算出該儲位的一座標位置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之儲位辨識方法，其中在該定位步驟中，該定位記號係投影至該車體的儲位的二枕木之間的一中心。
8. 如申請專利範圍第6項所述之儲位辨識方法，其中在該備置步驟中，該等位置標記為多個同心矩形圖案，且每一位置標記對應一預定座標。