集装箱码头流动设备自动化行走系统技术方案

集装箱码头流动设备自动化行走系统，通过在轮胎吊四个门腿轮胎前轮支架上各安装一个激光扫描仪，在两条轮胎吊车道的背面之间以一定的距离或者集装箱长度位间隔安装立柱，立柱处于一条直线上，轮胎吊激光扫描仪检测立柱位置，实现轮胎吊自动行走。同时在大路车道两旁以一定的距离安装立柱，立柱处于一条直线上；在轮胎吊靠近车道的两条门腿内侧各安装一个立柱；在桥吊门腿内侧和外侧各安装一个立柱。采用普通集卡车改进为自动导航车，导航车上装有高于集装箱顶面的立柱，并安装摄像头和激光扫描仪，行走基准线用油漆在地面车道中央，导航车通过摄像头对行走基准线拍摄进行图像处理对位，并通过扫描仪检测立柱位置，实现导航车自动行走。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及自动化集装码头，特别涉及到集装箱码头上流动设备的自动定位，自动行走，尤其适合轮胎吊吊运及集卡运输集装箱装卸作业。
技术介绍
目前，集装箱码头上轮胎吊及集装箱卡车自动行走方法主要包括GPS定位自动纠偏法，单点激光测距仪结合反射板自动纠偏法，人工纠偏，但这些方法都各有缺点。GPS定位容易受到人为篡改数据导致数据出错且需要定期校正。单点激光测距仪结合反射板自动纠偏法，需要在一旁安装长反射板，并不实用。人工纠偏，即司机调整轮胎吊和集装箱卡车行走方向，这种方法精度低，容易造成司机疲劳。
技术实现思路
本技术通过在轮胎吊四个门腿轮胎前轮支架上各安装一个激光扫描仪，在两条轮胎吊车道的背面之间以一定的距离或者集装箱长度位间隔安装立柱，立柱处于一条直线上，并在大路车道两旁以一定的距离安装立柱，立柱处于一条直线上，激光扫描仪检测立柱位置，实现轮胎吊在堆场内自动行走纠偏。自动化导航车采用普通集卡改造而成，该车既能自动导航又能人工驾驶，在普通集卡车头上安装超过集装箱高的立柱(离地约5米)，在立柱上安装一个摄像头和一个激光扫描仪，摄像头拍摄方向对准地面，在卡车车头前方、后方和车尾各安装一个激光扫描仪；在地面车道中央用油漆刷一条直线作为行走基准线，通过立柱上的摄像头对基准线拍摄进行对位，控制导航车行走方向。在轮胎吊靠近车道一侧两个门腿上各安装一根立柱，导航车在轮胎吊下行走时，激光扫描仪通过检测立柱和集装箱的侧面进行自动行走纠偏；导航车在大路车道上行走时，激光扫描仪通过检测到道路两旁的立柱进行自动行走纠偏；在桥吊门腿内侧和外侧各安装立柱，导航车驶入桥吊下时，激光扫描仪通过检测到立柱进行自动行走纠偏。导航车由电池供电，符合节能减排概念，当电池电量低时，可自动导航行走到充电处进行充电。所用的立柱可以设置为不同的形状和间距，作为立柱的位置代码，激光扫描仪通过检测到立柱的形状和之间的间距判断立柱所在位置，从而确定轮胎吊和自动导航车的位置。本技术采用以下技术方案：激光扫描仪、立柱、集装箱、自动导航车、警报器、箱位管理显示器(即驾驶室管理系统界面终端)、显示器、计算机、轮胎吊PLC。四个激光扫描仪安装在轮胎吊四个门腿轮胎前轮支架上，水平扫描，能随轮胎转动而转动。激光扫描仪均安装在防雨罩内。立柱以一定的距离或者以集装箱长度为间隔安装在两条轮胎吊车道背面之间过道中间线上，本技术是以立柱为主要参考，故所安装立柱应处于一条直线上。轮胎吊在堆场上行走时，四个激光扫描仪可以检测到堆场上集装箱侧面和集装箱之间的缝隙的同时，其中两个激光扫描仪可以检测到立柱，作为轮胎吊箱区贝位定位及行走纠偏的参考。轮胎吊在大路上行走时，四个扫描仪可以分别检测到道路两旁的立柱，实现轮胎吊在大路上的自动行走纠偏及防撞。显示器安装在驾驶室内，实时显示轮胎吊在堆场上的位置以及偏离距离角度等。计算机安装在电气室，警报器安装在轮胎吊驾驶室内。激光扫描仪、警报器与计算机相连。计算机与轮胎吊PLC相连，参与轮胎吊行走控制。激光扫描仪除了可以检测到立柱外，还可以检测到对面集装箱的侧面和集装箱之间的缝隙。所以，轮胎吊的纠偏可以通过实时测量对面集装箱侧平面与轮胎吊行车方向的距离和角度来实现。由于激光扫描仪可以检测到对面集装箱列，这可作为确定贝位的基础。若立柱安装的距离是集装箱长度，则一个立柱相当于一贝位，这也可作为确定贝位的基础。当轮胎吊到达工作集装箱列，司机通过箱位管理显示器得知当前所在贝位数，按下确定键，计算机记忆当前贝位。或通过吊具开闭锁信号确认提供当前所在贝位数，可免去司机人工确认。以当前贝位作为原点，当轮胎吊继续往前或往后运动时，计算机通过确认键或开闭锁信息记忆当前贝位与激光扫描仪的检测数据得出轮胎吊在行进过程中的贝位数和下一个停车贝位数，获取轮胎吊在堆场内的定位。轮胎吊编码器所提供的行走距离信息可校准贝位，这样可更精确获取贝位数和大车位置。这一工作方法可以取代GPS定位。在轮胎吊场内行走过程中，四个安装在轮胎吊门腿上的激光扫描仪实时检测正前后方是否有障碍物。检测范围分为远区、中区和近区。检测到远区车道上有障碍物，计算机视为无障碍，轮胎吊正常行走；检测到中区车道上有障碍物，计算机发慢速信号给轮胎吊PLC，轮胎吊慢速行走；检测到近区车道上有障碍物，计算机发警报信号给警报器，发控制信号给轮胎吊PLC停止轮胎吊前行或后退。码头内是水平运输导航车采用集卡车改进的自动导航车，在集卡车头上方安装一根高度超过集装箱箱顶的立柱，离地面约5米左右，在立柱上安装一个摄像头和一个激光扫描仪，在集卡车头前方、后方和车尾各安装一个激光扫描仪。自动导航车在车道上行走时，摄像头拍摄方向对准地面行走基准线，行走基准线用油漆刷在地面车道中央，导航车通过图像处理进行自动对位，规划行走路径。同时自动导航车上的激光扫描仪进行实时扫描，导航车在轮胎吊下行走时，激光扫描仪可以检测到轮胎吊内侧安装的立柱和集装箱侧面，通过实时测量当前车辆行走方向与立柱所在直线、与集装箱侧面平面的偏离距离和角度，实现导航车自动行走纠偏；导航车在大路上行走时，激光扫描仪可以检测到车道两旁的立柱，通过实时测量当前车辆行走方向与两侧立柱所在直线的偏离和角度，实现导航车自动行走纠偏；导航车行走到桥吊下时，激光扫描仪可以检测到桥吊内侧安装的立柱，通过实时测量当前车辆行走方向与两侧立柱所在直线的偏离和角度，实现导航车自动行走纠偏。自动导航车在行走时，激光扫描仪也可以实时监测车道前后是否有障碍物，若检测到障碍物可立即减速或停止。自动导航车通过微处理器进行控制，集卡转向器上由方向编码电机控制方向，刹车和油门分别安装行程传感器控制速度和停车，防撞碰撞。自动导航车通过切换能够实现人工驾驶和自动导航两种方式。自动导航车由安装在车头的电池进行供电，当电池电量低时，可通过自动导航行走到充电处进行充电。所用的立柱可以设置为不同的形状和间距，圆形、长方形或者三角形作为立柱的位置代码，激光扫描仪通过检测到立柱的形状和之间的间距判断立柱所在位置，从而确定轮胎吊和自动导航车的位置。由于采用上述技术方案，本技术的有益效果是：实现集装箱码头流动设备轮胎吊和自动导航车的自动化行走，自动纠偏，自动检测行走路径上的障碍，自动防撞，消除安全隐患，减轻司机疲劳，有效提高场地集装箱轮胎吊的吊运集装箱装卸效率。附图说明附图1轮胎吊自动行走原理示意图附图2两个轮胎吊和立柱安装俯视图附图3自动化导航车水平运输平面图附图4桥吊下自动导本文档来自技高网...

【技术保护点】
集装箱码头流动设备自动化行走系统，激光扫描仪，轮胎吊，桥吊，立柱，自动导航车，摄像头，地面行走基准线，集装箱，其特征在于，包括：a.在轮胎吊四个门腿轮胎前轮支架上各安装一个激光扫描仪，在两条轮胎吊车道的背面之间以一定的距离或者集装箱长度位间隔安装立柱，立柱处于一条直线上，并在大路车道两旁以一定的距离安装立柱，立柱处于一条直线上；在轮胎吊靠近车道的两条门腿内侧各安装一个立柱；在桥吊门腿内侧和外侧各安装一个立柱；所述的立柱可以通过不同的形状作为位置代码；b.所述的自动导航车由普通集卡车改进而成，在集卡车头上方安装一根高度超过集装箱箱顶的立柱，在立柱上安装一个摄像头和一个激光扫描仪，在集卡车头前方、后方和车尾各安装一个激光扫描仪；在地面车道中央用油漆刷一条行走基准线。

【技术特征摘要】
1.集装箱码头流动设备自动化行走系统，激光扫描仪，轮胎吊，桥吊，立柱，自动导航
车，摄像头，地面行走基准线，集装箱，其特征在于，包括：
a.在轮胎吊四个门腿轮胎前轮支架上各安装一个激光扫描仪，在两条轮胎吊车道的背
面之间以一定的距离或者集装箱长度位间隔安装立柱，立柱处于一条直线上，并在大路车
道两旁以一定的距离安装立柱，立柱处于一条直线上；在轮胎吊靠近车道的两条门腿内侧
各安装一个立柱；在桥吊门腿内侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆荣国，黎福庆，贺新根，陆明路，马楚鸿，张庆明，黄爱平，潘瑾，
申请(专利权)人：上海海镭激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31