[發明專利]集裝箱碼頭橋吊下集卡的對位及安全控制系統和方法有效

申請號：	201410851613.6	申請日：	2014-12-31
公開（公告）號：	CN104477779A	公開（公告）日：	2015-04-01
發明（設計）人：	曹敏;陳福興;高永;沈延鵬	申請（專利權）人：	曹敏
主分類號：	B66C13/16	分類號：	B66C13/16;B66C13/22;B66C15/00
代理公司：	成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214	代理人：	徐宏
地址：	064200 河北省唐山***	國省代碼：	河北;13
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摘要：
搜索關鍵詞：	集裝箱碼頭下集對位安全控制系統方法
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【權利要求書】：

1.一種集裝箱碼頭橋吊下集卡的對位及安全控制系統，其特征在于：包括系統運算控制器以及分別與系統運算控制器連接的轉動云臺、激光掃描儀和LED顯示屏，所述激光掃描儀設置在轉動云臺上；所述系統運算控制器與橋吊的PLC系統連接。

2.根據權利要求1所述的集裝箱碼頭橋吊下集卡的對位及安全控制系統，其特征在于：所述LED顯示屏為4個，分別設置在橋吊的四個腿部位置。

3.根據權利要求1所述的集裝箱碼頭橋吊下集卡的對位及安全控制系統，其特征在于：所述轉動云臺安裝在橋吊的第二橫梁上。

4.根據權利要求1所述的集裝箱碼頭橋吊下集卡的對位及安全控制系統，其特征在于：所述系統運算控制器安裝在橋吊的第二橫梁上。

5.一種集裝箱碼頭橋吊下集卡的對位及安全控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、橋吊的PLC系統將裝卸車作業類型、作業集裝箱尺寸、停放在集卡上的位置、集卡的駛入方向、以及待掃描的車道號發送給系統運算控制器，系統運算控制器根據車道號輸出相應的IO控制信號令轉動云臺轉動使激光掃描儀面向待掃描的車道；同時，系統運算控制器輸出相應的車道號顯示在LED顯示屏上；

步驟二、激光掃描儀沿平行于集裝箱車道中心線對集卡車架或者車架上的集裝箱進行二維掃描測距，得到一個極坐標的點集數組ScanDistance[]，并將該數組發送到系統運算控制器；

步驟三、將點集數組ScanDistance[]轉換到以吊具中心的大地垂線為Y軸，車道地面為X軸的平面坐標系下的點集ProfilePoint[]：

ProfilePoint[i].X=ScanDistance[i]*cos(angle[i])+deltX0

ProfilePoint[i].Y=LaserHeigh?–

ScanDistance[i]*sin(angle[i])*cos(a0)

其中：ProfilePoint[i]?.X為轉換后的第i個輪廓點的X坐標，ProfilePoint[i].Y為轉換后的第i個輪廓點的Y坐標，LaserHeigh為激光掃描儀安裝的高度，ScanDistance[i]為激光掃描儀提取的第i個點的測距距離，angle[i]為第i條測距光線與水平面的夾角，deltX0是激光掃描儀中心對水平車道線的投影與吊具中心投影的初始偏差參數，a0為激光掃描儀掃描面與地面垂線的夾角；

步驟四、對轉換后的點集ProfilePoint[]進行輪廓識別：

（1）集裝箱的輪廓：將平行于地面的、高度大于3米的連續點識別為集裝箱的輪廓，各連續點連線形成的線段長度為集裝箱的長度，取各點的X坐標的中值作為集裝箱的中心坐標，記為ContainerCenter.X；

（2）拖架的輪廓：將平行于地面的、高度在1米－1.7米范圍內的間斷點集識別為拖架的輪廓，根據拖架輪廓得到拖架前后端、拖架的長度，并進一步得到拖架尾點的X坐標ChassisTail.X、前20尺箱中心偏差Dev20Front、后20尺箱中心偏差Dev20Back、40尺箱中心偏差Dev40、45尺箱中心偏差Dev45；

步驟五、根據作業類型計算對位偏離值WorkingPoint.X：

（1）對于卸箱作業，?WorkingPoint.X＝ContainerCenter.X；

（2）對于裝車作業：

1）若裝20尺箱到拖架的前端，則WorkingPoint.X＝?ChassisTail.X+Dev20Front；

2）若裝20尺箱到拖架的后端，則WorkingPoint.X＝?ChassisTail.X+Dev20Back；

3）若裝40尺箱，則WorkingPoint.X＝?ChassisTail.X+Dev40；

4）若裝45尺箱，則WorkingPoint.X＝?ChassisTail.X+Dev45；

步驟六、判斷對位偏離值WorkingPoint.X是否在設定的誤差范圍S_設內，并將判別結果發送到LED顯示屏，通過顯示屏進行顯示：

（1）當WorkingPoint.X>S_設時，系統運算控制器輸出信號，LED屏顯示提示“向后｜WorkingPoint.X｜米”；

（2）當WorkingPoint.X?<-S_設時，系統運算控制器輸出信號，LED屏顯示提示“向前｜WorkingPoint.X｜米”；

（3）當｜WorkingPoint.X｜<=S_設時，LED屏顯示“已對位準確”；

步驟七、系統運算控制器將對位偏離值WorkingPoint.X實時向PLC系統發送，當｜WorkingPoint.X｜>S_設時，PLC系統實時檢測吊具的高度，當吊具高度低于設定的危險高度時，PLC系統發出控制信號給吊具的起升裝置，使吊具起升或禁止吊具下放，同時PLC系統將提示信息發送給觸摸屏。