[發明專利]一種港口集裝箱定位裝置和方法

有效

• 申請號: 201210035473.6
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN103196434A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 王天奇
• 申請（專利權）人: 吉林省明普光學科技有限公司
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00;G01C3/00;G01B11/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

本發明屬于激光測量技術領域，涉及利用激光技術對港口集裝箱定位方法和裝置。

背景技術

目前集裝箱碼頭的裝卸，大量使用港口岸邊集裝箱起重機，簡稱集裝箱起重機。裝船時，集裝箱卡車從貨場取來集裝箱，運到集裝箱起重機下面，停下來。集裝箱起重機司機俯視下面的集裝箱，操縱吊具上下和左右平移，對準集裝箱卡車上的集裝箱，垂直起吊后右移裝到船上的指定位置。通常，為了提供裝卸效率，集裝箱起重機的移動必須與船上集裝箱的位置為相對固定。這樣每次的起吊，就可以只作一維方向滑動。卸船時，集裝箱起重機司機通常把集裝箱提起，橫移出來卸載到等在集裝箱起重機下面的和吊具平行的集裝箱卡車上(集裝箱卡車位置的基本要求就是保證集裝箱和集裝箱起重機的吊具平行)，見圖1示出的港口集裝箱裝卸示意圖。但是集裝箱卡車停車位置偏離。常常迫使集裝箱起重機司機前后和左右調整吊具，以便準確往集裝箱卡車上卸貨。集裝箱貨物的重量數十噸，當集裝箱起重機司機做二維調整時，集裝箱在空中擺來擺去，加上港口風大，集裝箱處于振蕩狀態，十分危險。

不論是裝船和卸船，吊具和集裝箱的對準是影響裝卸效率的重要因素。甚至為了不讓吊具前后移動，集裝箱卡車的司機采用二次倒車，或二次起車徐徐向前來保持集裝箱和吊具對準。實際工作中只能依賴集裝箱卡車司機的目測判斷，逐步微調吊具和集裝箱的前后距離差。

若是集裝箱卡車上的集裝箱和吊具間形成一個角度，只有讓集裝箱卡車開出去，重新進入待貨區，只能靠集裝箱卡車司機再次進場保持集裝箱和吊具平行。

所以，集裝箱起重機司機更依賴于集裝箱卡車司機的熟練配合，反復操作，工作效率低。

港口現在使用的集裝箱定位方法有：(1)光幕光電法；(2)立體視覺定位法；(3)紅外光反射法；(4)激光掃描測距法；其中還有申請號為“200610028640.9”，名稱為“吊具-集裝箱卡車對箱的雙激光雷達定位方法”的發明專利。

上述(1)、(2)和(3)與本發明差距明顯。

激光掃描測距法，通常安裝的位置在集裝箱起重機上，使激光測距儀做二維掃描，同時利用軟件描繪出集裝箱卡車上集裝箱頂部和側面的位置圖。致命的缺欠是該方法測量基準受集裝箱起重機震動，位移等因素發生變化，需要實施校正。其次激光掃面是逐點測量，和集裝箱卡車沒有實時性和同步性，測量精度大幅下降。公開報道的數據：精度30毫米；有箱(裝船時)對位精度100毫米；空載(卸船時)對位精度200毫米。而集裝箱起重機吊具的有效范圍為15毫米，可見不能可靠地解決定位問題。

申請號為“200610028640.9”，名稱為“吊具-集裝箱卡車對箱的雙激光雷達定位方法”的發明專利，屬于激光掃面測距方法，只是提出了用兩個激光器掃描測距的技術方案，在說明書上第六頁中描述為“兩個激光雷達構成冗余系統，互相構成備份”。由此可見，集裝箱卡車距離和角度(姿態)動態實時測量問題沒有解決。

綜上所述，集裝箱和吊具的平行問題，或者集裝箱卡車和基準線的角度測量是影響效率的關鍵，這個決定裝卸效率的根本問題，都沒有得到直接解決。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有影響裝卸效率的吊具和集裝箱對準技術缺陷，本發明的目的是提供一種能避免吊具的前后調整和集裝箱卡車的二次起車調整的港口集裝箱定位方法和裝置。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明的第一方面是提供港口集裝箱定位裝置，所述定位裝置中：

具有一載具，位于地面上；

具有第一激光測長器和第二激光測長器，固接在載具的水平面上，且第一激光測長器和第二激光測長器同向相互平行放置，第一激光測長器和第二激光測長器的光軸之間具有一間距；其中：

第一激光測長器測長零點位置點和第二激光測長器測長零點位置點的連線及延長線為測量基線；兩個測長零點位置點間線段的中點為測量原點；

在集裝箱卡車與測量基線之間設有位置固定的定位線；所述定位線是根據集裝箱卡車的最佳裝卸工位，通過調整載具確定定位線；

調整載具使測量基線與定位線相互平行，則定位線與測量基線之間的垂直距離為測量原長S；

第一激光測長器和第二激光測長器位于集裝箱卡車的前方或后方，第一激光測長器和第二激光測長器同步發出激光光束，且兩束激光光束相互平行處于同一水平面照射在集裝箱卡車車體上；第一激光測長器和第二激光測長器分別用于獲取測量基線與集裝箱卡車之間的第一距離和第二距離；