輪胎吊行走定位糾偏及防撞的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于集裝箱裝卸作業(yè)中集裝箱吊運，輪胎吊的定位、行走糾偏和行走 防撞，尤其適合輪胎吊吊運集裝箱裝卸作業(yè)。
【背景技術】
[0002] 目前，場地集裝箱輪胎吊行走糾偏和防撞的檢測手段包括GI^定位自動糾偏法， 單點激光測距儀結合反射板自動糾偏法，圖像處理糾偏，人工糾偏，但送些方法都各有缺 點。GI^定位容易受到人為篡改數據導致數據出錯且需定期校正。單點激光測距儀結合反 射板自動糾偏法，則需要在一旁安裝長反射板，并不實用。圖像處理糾偏容易受天氣光線影 響，穩(wěn)定性不夠。輪胎吊司機調整車輪行走方向，即人工糾偏，送種方法精度低，容易造成司 機疲勞。如今有GPS自動糾偏法，單點激光測距儀結合反射板自動糾偏法。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明通過在輪胎吊四個口腿上各安裝一個激光掃描儀，檢測集裝箱堆場上集裝 箱側面和集裝箱與集裝箱之間縫隙，實現輪胎吊行走定位、在堆場內箱位位置定位、自動糾 偏、防撞警報。
[0004] 本發(fā)明采用W下技術方案；激光掃描儀、集裝箱、計算機、警報器、箱位管理顯示器 (即駕駛室管理系統界面終端）、防雨罩。激光掃描儀分別安裝在輪胎吊四個口腿輪胎前方 支架上，能隨輪胎轉動而轉動。激光掃描儀安裝在防雨罩內。W堆場上集裝箱側面和集裝 箱之間的縫隙作為參考。計算機安裝在電氣室。警報器安裝在輪胎吊駕駛室內。激光掃描 儀、警報器、箱位管理顯示器均與計算機相連。計算機與輪胎吊PLC相連，參與輪胎吊行走 虹制。
[0005] 值得注意，激光掃描儀的安裝位置角度不同，都會有不同的技術效果，會導致計算 機數據處理的復雜度、參考點的選取和設定等技術參數不同，最終實現的功能不同。
[0006] 在輪胎吊行走過程中，四個安裝在輪胎吊口腿上的激光掃描儀實時檢測正前后方 是否有障礙物。檢測范圍分為遠區(qū)、中區(qū)和近區(qū)。檢測到遠區(qū)車道上有障礙物，計算機視為 無障礙，輪胎吊正常行駛；檢測到中區(qū)車道上有障礙物，計算機發(fā)慢速信號給起重機化C， 輪胎吊慢速行駛；檢測到近區(qū)車道上有障礙物，計算機發(fā)警報信號給警報器，發(fā)控制信號給 起重機PLC停止輪胎吊前行或后退。
[0007] 四個激光掃描儀同時對集裝箱堆場上集裝箱側面和集裝箱與集裝箱之間縫隙掃 描測距。若輪胎吊偏離行車車道或輪胎吊輪胎方向偏離規(guī)劃線方向，激光掃描儀所測的集 裝箱堆場上遠近集裝箱側面到激光掃描儀的距離會大于或小于正常情況下，計算機根據輪 胎轉向角度，分析數據，可預判輪胎吊在預見范圍內若不糾偏繼續(xù)行走的偏離距離。計算機 發(fā)出糾偏信號給起重機化C，參與輪胎吊行走控制，把偏離距離控制在可容忍范圍內。
[0008] 當輪胎吊到達所工作集裝箱列附近時，激光掃描儀檢測集裝箱之間的縫隙，W縫 隙作為參考。若相鄰集裝箱有空缺（即沒有縫隙），則W工作集裝箱列左或右面為參考，實 現輪胎吊與工作集裝箱列對準。
[0009] 當輪胎吊到達工作集裝箱列，司機通過箱位管理顯示器得知當前所在貝位數，按 下確定鍵，計算機記憶當前貝位?；蛲ㄟ^吊具開閉鎖信號確認提供當前所在貝位數，可免去 司機人工確認。W當前貝位數據即作為原點，當輪胎吊繼續(xù)往前或往后運動時，計算機結 合激光掃描儀的檢測數據和輪胎吊編碼器所提供的行走距離信息，即可知道輪胎吊行進方 向，推算出輪胎吊在行進過程中的貝位數和下一個停車貝位數，獲取輪胎吊在堆場內的定 位。送一工作方法可W取代GI^定位。
[0010] 由于采用上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：實現輪胎吊行走定位，自動糾偏， 自動檢測行走路徑上的障礙，自動防撞，消除安全隱患，減輕司機疲勞，有效提高場地集裝 箱輪胎吊的吊運集裝箱裝卸效率。
【附圖說明】
[0011] 附圖1輪胎吊行走定位糾偏及防撞原理示意圖
[0012] 附圖2輪胎吊行走定位糾偏及防撞安裝示意圖
[0013] 附圖3輪胎吊行走定位糾偏及防撞安裝俯視圖
[0014] 附圖4輪胎吊行走糾偏分析
[0015] 附圖中主要部件的符號說明：
[0016] (1)計算機 （7)輪胎吊
[0017] (2)激光掃描儀（防雨罩內）（8)集裝箱
[001引 （3)箱位管理顯示器 （9)小車
[0019] (4)警報器 （10)吊具
[0020] (5)起重機化C (11)駕駛室
[0021] (6)激光檢測線 （12)車道規(guī)劃線
【具體實施方式】
[0022] 如圖1所示，激光掃描儀（2)、箱位管理顯示器（3)、警報器（4)、起重機化C(5)均 和計算機（1)相連。警報器（4)可通過聲音或者聲光結合或其他方式對輪胎吊司機進行警 報。
[0023] 如圖2所示，計算機（1)和警報器（4)均安裝在電氣室內，激光掃描儀（2)分別安 裝在在輪胎吊（7)四個口腿輪胎前方，能隨輪胎轉動而轉動。
[0024] 如圖3所示，輪胎吊（7)進入堆場后，四個激光掃描儀（2)便可檢測到堆場內集裝 箱（8)的側面W及集裝箱之間的縫隙。在輪胎吊（7)行走過程中，若輪胎吊（7)跑偏，激光 掃描（2)檢測到集裝箱（8)側面的距離就會變大或變小，計算機（1)分析處理測量數據便 可知道輪胎吊（7)是否偏離車道規(guī)劃線（12)或輪胎吊（7)的輪胎轉向是否偏離車道規(guī)劃 線（。）。當輪胎吊（7)偏離道規(guī)劃線在一定的小范圍內的時候，計算機（1)發(fā)送減速 命令和調整命令給起重機化C(5)，對輪胎吊（7)進行減速調整控制。當輪胎吊（7)偏離車 道規(guī)劃線（12)超過一定的大范圍的時候，計算機（1)發(fā)送警報信號給警報器（4)，與此同時 發(fā)送停車命令給起重機化C(5)，直至輪胎吊（7)停止行走。
[00巧]在糾偏過程中，即使堆場內缺少幾行集裝箱（8)，并不影響本發(fā)明的糾偏功能。
[0026] 當輪胎吊（7)到達所工作集裝箱（8)列附近時，激光掃描儀似檢測集裝箱（8) 之間的縫隙，W縫隙作為參考。若相鄰集裝箱有空缺（即沒有縫隙），則W工作集裝箱（8) 列左或右面為參考，實現輪胎吊（7)與工作集裝箱（8)列對準。
[0027] 在輪胎吊（7)行走過程中，四個激光掃描儀（2)實時檢測正前后方是否有障礙物， 若檢測到車道規(guī)劃線（12)上有障礙物，計算機（1)發(fā)警報信號給警報器（4)，發(fā)控制信號給 起重機化C(5)停止輪胎吊（7)前行或后退，實現防撞。
[002引當輪胎吊（7)到達工作集裝箱做列，司機通過箱位管理顯示器（3)得知當前所 在貝位數，按下確定鍵，計算機（1)記憶當前貝位。當前貝位數據即作為原點，當輪胎吊（7) 繼續(xù)往前或往后運動時，計算機（1)結合激光掃描儀的檢測數據和輪胎吊（7)編碼器所提 供的行走距離信息，即可推算出下一個貝位數，獲取輪胎吊（7)在堆場內的定位。送一工作 方法可W取代GI^定位。
[002引圖4中A圖用于輪胎吊（7)正常行駛下的判斷，B圖用于輪胎吊（7)偏離軌道行 駛的判斷。
[0030]A圖，0點是一個激光掃描儀似，00'是激光掃描儀似與車道規(guī)劃線平行 的掃描線。00"是激光掃描儀（2)與車道規(guī)劃線（12)垂直的掃描線，是激光掃描儀（2)到 集裝箱（8)的距離，是已知的。a1、a2、a3是選取合適的特定H個分析角度，可視實際情 況多選或少選分析角度。根據余弦定理，再加運算可知輪胎吊（7)沒有偏離軌道：
[00；31]dicosa1= (I3COSa3= 00"
[0032]由于集裝箱（8)之間的縫隙可W被激光掃描儀（2)檢測到，所W在篩選分析距離 時，可W發(fā)現d2并不列入分析。
[0033]dzcosctz畝 00"
[0034]在實際應用中，應考慮誤差范圍（± 0 )，即dicosa1和dscosa3落入00" ± 0的 范圍內，均可認為輪胎吊（7)沒有偏離軌道。
[003引 B圖，0點、0'點、0"點、01、02、均同A圖上的意義。目是輪胎吊（7)輪胎偏 離角度，未知。P點是激光掃描儀（2)掃描范圍0 □起點。由于集裝箱（8)之間的縫隙可W被激光掃描儀（2)檢測到，所W在篩選分析距離時，可W發(fā)現di并不列入分析。
[0036](VCOS(Ct2+目）二ds'COS(Ct3+目）二 00"
[0037] COSa2C0S目-(Vsinctzsin目=(?'cosa3C0S目-(Vsinctgsin目
可得目值
[0039] 若不對輪胎吊（7)進行糾偏，輪胎吊（7)沿00'行駛，偏移量XO' = 00'Sin目。
[0040] W上計算在實際應用當中都應考慮實際誤差（± 0 )，而誤差大小的選取應結合實 際港口、輪胎吊（7)、激光掃描儀似等情況。
[0041] 本技術領域中的普通技術人員應當認識到，W上的實施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內，對W上所述實施例的變化、 變型都將落入本發(fā)明權利要求書的范圍內。
【主權項】
1. 輪胎吊行走定位糾偏及防撞的方法，激光掃描儀、警報器、箱位管理顯示器、輪胎吊 PLC均與計算機相連，所述激光掃描儀安裝在防雨罩內，其特征是：所述激光掃描儀分別安 裝在輪胎吊四個門腿輪胎前方支架上，能隨輪胎轉動而轉動，以堆場上集裝箱側面和集裝 箱之間的縫隙作為參考，所述計算機安裝在電氣室，所述警報器安裝在輪胎吊駕駛室內。。2. 如權利要求1所述的輪胎吊行走定位糾偏及防撞的方法，其特征在于：所述四個激 光掃描儀實時檢測正前后方是否有障礙物，所述計算機按不同區(qū)域內有障礙物發(fā)送不同的 控制信號給所述起重機PLC。3. 如權利要求1所述的輪胎吊行走定位糾偏及防撞的方法，其特征在于：所述激光掃 描儀所測的集裝箱堆場上遠近集裝箱側面到所述激光掃描儀的距離會變化，所述計算機根 據輪胎轉向角度，分析數據，可預判輪胎吊在預見范圍內若不糾偏繼續(xù)行走的偏離距離，所 述計算機發(fā)出糾偏信號給所述起重機PLC，參與輪胎吊行走控制，把偏離距離控制在可容忍 范圍內。4. 如權利要求1所述的輪胎吊行走定位糾偏及防撞的方法，其特征在于：所述激光掃 描儀檢測集裝箱之間的縫隙，以縫隙或工作集裝箱列作為參考，實現輪胎吊與工作集裝箱 列對準。5. 如權利要求1所述的輪胎吊行走定位糾偏及防撞的方法，其特征在于：所述計算機 通過確認鍵或開閉鎖信息記憶當前貝位，結合所述激光掃描儀的檢測數據和輪胎吊編碼器 所提供的行走距離信息，推算出輪胎吊在行進過程中的貝位數和下一個停車貝位數，獲取 輪胎吊在堆場內的定位。
【專利摘要】本發(fā)明通過在輪胎吊四個門腿上各安裝一個激光掃描儀，檢測集裝箱堆場上集裝箱側面和集裝箱與集裝箱之間縫隙，實現輪胎吊行走定位、在堆場內箱位位置定位、自動糾偏、防撞警報。本發(fā)明包括激光掃描儀、集裝箱、計算機、警報器、箱位管理顯示器(即駕駛室管理系統界面終端)、防雨罩。激光掃描儀分別安裝在輪胎吊四個門腿輪胎前方支架上，能隨輪胎轉動而轉動。以堆場上集裝箱側面和集裝箱之間的縫隙作為參考。激光掃描儀安裝在防雨罩內。計算機安裝在電氣室。警報器安裝在輪胎吊駕駛室內。激光掃描儀、警報器、箱位管理顯示器均與計算機相連。計算機與輪胎吊PLC相連，參與輪胎吊行走控制。
【IPC分類】B66C15/06, B66C15/04, B66C13/46
【公開號】CN105197801
【申請?zhí)枴緾N201410260419
【發(fā)明人】陸榮國, 薄海虎, 嚴俊, 馬楚鴻, 黃愛平, 陸明路, 王辰
【申請人】上海海鐳激光科技有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2014年6月12日