[發明專利]一種用于集裝箱分布輪廓和位置智能化檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201410333783.5
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104085794A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 褚建新;李鋒;黃細霞;牛王強;翟琳
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: B66C13/46
• 分類號: B66C13/46;G01B11/24
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 陳偉勇

技術領域

本發明涉及一種檢測系統及方法，尤其涉及一種專用于集裝箱分布輪廓和位置智能化檢測系統及方法。

背景技術

新一代大型智能化集裝箱碼頭可實現無人值守的全自動化集裝箱裝卸運輸，可極大提高集裝箱港口的裝卸運輸效率在集裝箱裝卸運輸過程中，無論是碼頭堆場的全自動軌道吊(ARMG，Automated?Rail?Mounted?Gantry?crane)，還是碼頭前沿的集裝箱岸橋(QC，Quay)，在集裝箱裝卸過程中，堆場或者船舶的集裝箱分布輪廓和位置檢測是實現集裝箱碼頭全自動化高效裝卸的核心技術之一；通過集裝箱分布輪廓和位置的自動精確檢測，實現ARMG(或QC)堆箱和抓箱的自動精準控制，同時也實現堆箱/抓箱作業過程中的自動防撞；

中國專利201210035473.6公開了一種港口集裝箱定位裝置，在岸橋吊具上安裝激光脈沖測長器，獲得垂直于吊具的地面集裝箱卡車位置偏差信息，在岸橋司機室顯示集卡距定位線最小距離值，從而輔助司機一次起車操作實現集裝箱卡車定位；這種集裝箱激光定位裝置由于是單點掃描，獲得的集裝箱定位信息僅僅是幾個(二個或四個)給定著箱點位置的垂直距離，檢測點過少，檢測精度不高，因此不能應用于自動化裝卸；僅作為司機的作業參考，著箱過程還必須通過司機操作岸橋，或發出要求集裝箱卡車前進、后退、左轉、右轉或停止的行駛指令；

中國專利200710169094.5公開了一種基于機器視覺的雙集裝箱定位系統，采用高分辨相機獲得集裝箱或集卡圖像，從圖像中提取集裝箱下抓點的圖像坐標，通過模式識別方法實現雙集裝箱定位；這種二維光學圖像識別方法的主要缺點是不能確定垂直方向上的空間距離，且受環境影響較大，當光線陰暗時，圖像模糊不清，因此不能應用于自動化裝卸，也必須通過司機操作岸橋，或發出要求集裝箱卡車的行駛指令；

以上對比文件都為采用三維空間激光掃描，檢測速度慢，檢測精度差；同時，存在激光單點掃描或線掃描的根本缺陷。

發明內容

本發明為了彌補現有技術的不足，提供一種新型的集裝箱裝卸過程的輪廓和位置智能化檢測系統，該系統能有效地通過中央控制系統對ARMG(或QC)裝卸箱的遠程監控及控制；該系統能夠有效地提高裝卸箱的檢測速度，提升裝卸箱的檢測精度；另外，本發明還提供一種利用該裝置進行檢測的方法，該方法操作簡單，該方法能夠輔助司機實現集裝箱裝卸過程的精準對箱及著箱，提高裝卸箱的效率；提高裝卸箱的檢測速度，提升裝卸箱的檢測精度；

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種用于集裝箱分布輪廓和位置智能化檢測系統，其特征在于：包括中央控制系統、三維激光掃描模塊、目標輪廓處理模塊及ARMG運動控制器；所述三維激光掃描模塊與目標輪廓處理模塊相連接；所述目標輪廓處理模塊分別與中央控制系統、ARMG運動控制器相連接；

其中，所述中央控制系統用于對集裝箱的裝卸過程進行遠程監控及控制；

所述三維激光掃描模塊用于對集裝箱的堆垛進行快速連續的三維立體掃描，并將掃描到的信息輸送給目標輪廓處理模塊；

所述目標輪廓處理模塊將三維激光描述模塊輸出的信息進行過濾后生成輪廓圖形、進行集裝箱位置計算，將所處理后的信息輸送給中央控制系統，同時接收中央控制系統的集裝箱裝卸調度控制指令，并將該控制命令輸出給ARMG運動控制器；

所述ARMG運動控制器接收集裝箱裝卸調度控制指令后，控制ARMG小車進行集裝箱的裝卸；

進一步改進，所述三維激光掃描模塊包括1#掃描頭、2#掃描頭、掃描參數設定單元、GPS信號接口及掃描數據輸出單元；所述1#掃描頭與2#掃描頭對稱設置；所述掃描參數設定單元分別與1#掃描頭、2#掃描頭相連接，掃描參數設定單元用于對整個掃描區域的參數進行設置；所述掃描參數設定單元與GPS信號接口相連接，通過GPS對ARMG的初始位置、起升高度進行自動設置；所述1#掃描頭、2#掃描頭還分別與掃描數據輸出單元相連接，將所掃描到的三維信息輸送給掃描數據輸出單元進行輸出；所述掃描數據輸出單元與目標輪廓處理模塊相連接，將其接收的掃描數據信息輸送給目標輪廓處理模塊；