[發(fā)明專利]集裝箱位姿測(cè)量裝置及吊裝方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211554126.4
• 申請(qǐng)日: 2022-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115876200A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈鋮武;王志乾;劉暢;李建榮;劉紹錦;馬文家;韓巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01C21/20
• 分類(lèi)號(hào): G01C21/20;G01C15/00;G01C15/02;G01C1/00;G01S17/42;G01S17/86;B66C13/46
• 代理公司: 長(zhǎng)春中科長(zhǎng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 郭婷

本發(fā)明提供一種集裝箱位姿測(cè)量裝置，光學(xué)靶標(biāo)設(shè)置在卡車(chē)側(cè)邊的中部，光學(xué)測(cè)量相機(jī)設(shè)置在吊車(chē)側(cè)邊的中部，兩個(gè)測(cè)距靶板分別設(shè)置在卡車(chē)側(cè)邊的首尾兩端，在吊車(chē)側(cè)邊的對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)置有一個(gè)激光測(cè)距儀，兩個(gè)激光測(cè)距儀均與數(shù)據(jù)處理電路連接，數(shù)據(jù)處理電路用于解算測(cè)得數(shù)據(jù)，獲得并輸出位姿數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的集裝箱吊裝方法利用集裝箱位姿測(cè)量裝置獲得位姿數(shù)據(jù)，并對(duì)集裝箱進(jìn)行吊裝移動(dòng)。本發(fā)明采用電氣控制和光電測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)吊車(chē)和卡車(chē)偏移的全自動(dòng)測(cè)量，測(cè)量精度可達(dá)毫米級(jí)，為集裝箱自動(dòng)吊裝提供了技術(shù)支持，無(wú)需人為操作，能大幅提高集裝箱吊裝效率和安全性，節(jié)省人力成本，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種集裝箱位姿測(cè)量裝置及吊裝方法。

背景技術(shù)

目前，在進(jìn)行集裝箱吊裝過(guò)程中，吊機(jī)操作手需要在地面觀察人員的指揮下，控制吊臂將集裝箱移動(dòng)到卡車(chē)上方，然后緩緩將集裝箱底部的箱鎖孔與卡車(chē)轉(zhuǎn)鎖對(duì)準(zhǔn)，最后降低集裝箱高度使轉(zhuǎn)鎖嵌入到箱鎖孔中，完成吊裝。該過(guò)程至少需要一名吊機(jī)操作手和一名地面觀察人員配合進(jìn)行作業(yè)，觀察人員需反復(fù)圍繞卡車(chē)觀察集裝箱與卡車(chē)位置關(guān)系，向操作手發(fā)出吊裝指令，吊裝效率較低，且容易發(fā)生吊裝不當(dāng)?shù)那闆r。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述問(wèn)題，提供了一種集裝箱位姿測(cè)量裝置及吊裝方法，首先獲得吊車(chē)與卡車(chē)在水平面內(nèi)的橫向距離、縱向偏移距離和兩車(chē)車(chē)身之間的角度關(guān)系，依據(jù)上述位姿關(guān)系參數(shù)并結(jié)合自身轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度、吊臂伸縮長(zhǎng)度、吊臂俯仰角度等信息，解算出集裝箱與卡車(chē)的位置關(guān)系，從而自動(dòng)規(guī)劃并控制各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)集裝箱的自動(dòng)吊裝。

本發(fā)明提供的集裝箱位姿測(cè)量裝置，包括：設(shè)置在同一直線上的光學(xué)靶標(biāo)和兩個(gè)測(cè)距靶板，設(shè)置在同一直線上的光學(xué)測(cè)量相機(jī)和兩個(gè)激光測(cè)距儀；

光學(xué)靶標(biāo)設(shè)置在卡車(chē)側(cè)邊的中部，光學(xué)靶標(biāo)用于發(fā)射激光；

光學(xué)測(cè)量相機(jī)設(shè)置在吊車(chē)側(cè)邊的中部，光學(xué)測(cè)量相機(jī)包括鏡頭、感光器件和數(shù)據(jù)處理電路，光學(xué)測(cè)量相機(jī)用于對(duì)光學(xué)靶標(biāo)成像，并輸出光學(xué)靶標(biāo)在光學(xué)測(cè)量相機(jī)的感光器件上像點(diǎn)的坐標(biāo)；

第一測(cè)距靶板、第二測(cè)距靶板分別設(shè)置在卡車(chē)側(cè)邊的首尾兩端，在吊車(chē)側(cè)邊的對(duì)應(yīng)位置分別設(shè)置有第一激光測(cè)距儀和第二激光測(cè)距儀；

第一激光測(cè)距儀和第二激光測(cè)距儀均與數(shù)據(jù)處理電路連接，數(shù)據(jù)處理電路用于解算測(cè)得數(shù)據(jù)，獲得并輸出位姿數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，光學(xué)靶標(biāo)、光學(xué)測(cè)量相機(jī)、第一測(cè)距靶板、第二測(cè)距靶板、第一激光測(cè)距儀和第二激光測(cè)距儀的下表面固定有磁鐵，用于將其磁吸在卡車(chē)或吊車(chē)的固定位置。

優(yōu)選的，第一激光測(cè)距儀、第二激光測(cè)距儀通過(guò)插拔式插頭連接在數(shù)據(jù)處理電路內(nèi)。

優(yōu)選的，數(shù)據(jù)處理電路將位姿數(shù)據(jù)輸出至操作端，用于實(shí)現(xiàn)集裝箱吊裝的自動(dòng)控制。

一種集裝箱吊裝方法，應(yīng)用集裝箱位姿測(cè)量裝置，具體包括以下步驟：

光學(xué)靶標(biāo)發(fā)射激光，光學(xué)測(cè)量相機(jī)獲得光學(xué)靶標(biāo)在光學(xué)測(cè)量相機(jī)的感光器件上的像點(diǎn)；第一激光測(cè)距儀測(cè)得其與第一測(cè)距靶板之間的第一距離數(shù)據(jù)，第二激光測(cè)距儀測(cè)得其與第二測(cè)距靶板之間的第二距離數(shù)據(jù)；

以光學(xué)測(cè)量相機(jī)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，第一激光測(cè)距儀和第二激光測(cè)距儀均位于坐標(biāo)系的X軸上；

依據(jù)第一距離數(shù)據(jù)和第二距離數(shù)據(jù)獲得卡車(chē)和吊車(chē)的相對(duì)停靠角度θ如下：

其中，a₁表示第一距離數(shù)據(jù)，a₂表示第二距離數(shù)據(jù)，L₁表示第一激光測(cè)距儀與光學(xué)測(cè)量相機(jī)的距離，L₂表示第二激光測(cè)距儀與光學(xué)測(cè)量相機(jī)的距離；

依據(jù)光學(xué)原理解算獲得卡車(chē)和吊車(chē)的Y向距離a如下：