集装箱码头RTG、RMG下集卡对位引导系统及方法

摘要

本发明公开了一种集装箱码头RTG、RMG下集卡对位引导系统及方法，采用激光扫描测距仪、LED显示屏和扩音器、高速嵌入式控制器等部件，实现RTG/RMG下集卡对位的自动精确引导。高速嵌入式控制器将激光扫描测距仪沿平行于集装箱车道中心线对集卡车架或者车架上的集装箱进行二维扫描所测数据进行转换、计算、轮廓识别，并据此判断集卡的位置及离龙门吊基准起吊点的偏差距离，同时把集卡偏离起吊点方向、距离信息显示在LED显示屏上，提示集卡司机提前调整集卡停车位置。

主权项

一种集装箱码头RTG、RMG下集卡对位引导方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、PLC控制系统将吊具的尺寸信息和事先设定的装卸车作业类型、作业集装箱尺寸、停放在集卡上的位置、集卡的驶入方向发送给嵌入式控制器；步骤二、激光扫描测距仪沿平行于集装箱车道中心线对集卡车架或者车架上的集装箱进行二维扫描测距，得到一个极坐标的点集数组ScanDistance[]，并将该数组发送到嵌入式控制器；步骤三、将点集数组ScanDistance[]转换到以吊具中心的大地垂线为Y轴，车道地面为X轴的平面坐标系下的点集ProfilePoint[]：ProfilePoint[i].X=ScanDistance[i]*cos(angle[i])+deltX0ProfilePoint[i].Y=LaserHeigh –ScanDistance[i]*sin(angle[i])*cos(a0)其中：ProfilePoint[i] .X为转换后的第i个轮廓点的X坐标，ProfilePoint[i].Y为转换后的第i个轮廓点的Y坐标，LaserHeigh为激光扫描仪安装的高度，ScanDistance[i]为激光扫描仪提取的第i个点的测距距离，angle[i]为第i条测距光线与水平面的夹角，deltX0是激光扫描仪中心对水平车道线的投影与吊具中心投影的初始偏差参数，a0为激光扫描仪扫描面与地面垂线的夹角；步骤四、对转换后的点集ProfilePoint[]进行轮廓识别：（1）集装箱的轮廓：将平行于地面的、高度大于3米的连续点识别为集装箱的轮廓，各连续点连线形成的线段长度为集装箱的长度，取各点的X坐标的中值作为集装箱的中心坐标，记为ContainerCenter.X；（2）拖架的轮廓：将平行于地面的、高度在1米－1.7米范围内的间断点集识别为拖架的轮廓，根据拖架轮廓得到拖架前后端、拖架的长度，并进一步得到拖架尾点的X坐标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；步骤五、根据作业类型计算对位偏离值WorkingPoint.X：（1）对于卸箱作业， WorkingPoint.X＝ContainerCenter.X；（2）对于装车作业：1）若装20尺箱到拖架的前端，则WorkingPoint.X＝ ChassisTail.X+Dev20Front；2）若装20尺箱到拖架的后端，则WorkingPoint.X＝ ChassisTail.X+Dev20Back；3）若装40尺箱，则WorkingPoint.X＝ ChassisTail.X+Dev40；4）若装45尺箱，则WorkingPoint.X＝ ChassisTail.X+Dev45；步骤六、判断对位偏离值WorkingPoint.X是否在设定的误差范围S_设内，并将判别结果发送到LED显示屏和扩音器，通过显示屏进行显示并通过扩音器进行声音提示：（1）当WorkingPoint.X>S_设时，嵌入式控制器输出信号，LED屏显示提示“向后｜WorkingPoint.X｜米”，同时扩音器进行相应的声音提示；（2）当WorkingPoint.X <‑S_设时，嵌入式控制器输出信号，LED屏显示提示“向前｜WorkingPoint.X｜米”，同时扩音器进行相应的声音提示；（3）当｜WorkingPoint.X｜<=S_设时，LED屏显示“已对位准确”。