集装箱船舶的装卸货方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供了集装箱船舶的装卸货方法、系统、设备及存储介质，其中，方法包括：建立笛卡尔坐标系，标定陆地参考点坐标O(0,0)，X轴为船体宽度方向，Y轴为船体高度方向，初始化集装箱的参考点坐标P(x,y)和船舱的参考点坐标O′(x′,y′)，每一个集装箱在当前贝位上的行列数(m，n)；设影响因子的向量θ，并且设影响因子对于X轴的权重向量ωx和对于Y轴的权重向量ωy，通过对X轴的损失函数lεx和对应Y轴的损失函数lεy的计算来对权重向量ωx和ωy进行修正，当获取到下一个集装箱的摆放坐标位置时利用关于m和n的公式组来预测下一周期的集装箱在贝位上的行列数。本发明专利技术能够动态调整偏移量，提高预测值的精确度。

Loading and unloading method, system, equipment and storage medium for container ship

The invention provides the loading and unloading method, system, equipment and storage medium of the container ship, including the establishment of Cartesian coordinate system, the calibration of the terrestrial reference point coordinate O (0,0), the X axis as the hull width direction, the Y axis as the hull height direction, the reference point coordinates of the container (x, y) and the reference point coordinates of the cabin. O '(x', y '), each container number (m, n) on the current Bay position, set the vector theta of the influence factor, and set the influence factor on the weight vector Omega X of the X axis and the weight vector Omega y on the Y axis, and repair the weight vector Omega and Omega values by the calculation of the loss function L x and the loss function of the corresponding axis of the X axis. Precisely, when obtaining the placement coordinates of the next container, we use the formula set of M and N to predict the number of containers in the next cycle. The invention can dynamically adjust the offset and improve the accuracy of the prediction value.

【技术实现步骤摘要】
集装箱船舶的装卸货方法、系统、设备及存储介质
本专利技术涉及车辆联网信息共享领域，具体地说，涉及集装箱船舶的装卸货方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
现有的船图系统是依靠人力在现场作业环境下通过观察集装箱码放位置来进行数据记录整理的，这一过程会造成人力资源的浪费、作业效率不高以及存在潜在的安全隐患等弊端。因此，需要一套自动识别集装箱码放位置的系统来替代传统的记录方案。在实际的作业过程中，桥吊的吊具会在抓取动作进行时，自动生成一条PLC数据。而这条数据则包含了当前吊具相对于桥吊某处固定位置的参考距离信息。我们的实时船图系统正是结合了PLC信息对集装箱的码放位置进行判断和预测的。(PLC，是ProgrammableLogicController的缩写，简称可编程逻辑控制器，是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。)然而，PLC信息相对于桥吊而言是相对固定的，但是相对于船而言也会受到外界环境的干扰而产生一定的偏差，这个偏差足以造成预测的失误。例如，潮汐的变化、风浪的干扰以及船体移动等。图1是现有技术的集装箱船舶的装卸货方法的示意图。图2是现有技术的集装箱船舶中集装箱发生移动的示意图。如图1和2所示，当海面20上的集装箱船10靠岸后，陆地30上的桥吊40对集装箱船10上的集装箱11进行操作。但是由于多种因素(例如：潮汐的变化、风浪的干扰以及船体移动等)的共同作用下，集装箱船10会一直处在一个晃动的状态中，例如，集装箱船在摇晃中移动到集装箱船10’的位置，则会带动集装箱也移动到11’的位置。这会造成PLC数据与实际的集装箱的位置不一致，而引起吊装操作发生错误等等。而且，由于是多种因素共同作用，也难以通过简单的手段进行补偿。因此，本专利技术提供了一种集装箱船舶的装卸货方法、系统、设备及存储介质。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供集装箱船舶的装卸货方法、系统、设备及存储介质，为了避免或者降低环境原因的干扰，通过自学习的功能，能够通过对历史数据中各种环境下所产生的样本偏差量进行学习，实时更新系统，动态调整偏移量，提高预测值的精确度，保证预测值处在合理的适用范围内。本专利技术的实施例还提供一种集装箱船舶的装卸货方法，在装卸货阶段中包括以下步骤：S101、建立笛卡尔坐标系，坐标系原点为标定陆地参考点坐标O(0,0)，X轴为船体宽度方向，Y轴为船体高度方向，初始化集装箱的参考点坐标P(x,y)和船舱的参考点坐标O′(x′,y′)；获得陆地参考点坐标O，根据人为校正的当前集装箱贝位行列数(m,n)以及现场采集的集装箱相对O的参考坐标P，计算求得表示船舱参考点坐标O’相对陆地参考点O的坐标信息的公式组(1)：公式组(1)为其中，w为所述集装箱的宽度，h为所述集装箱的高度；S102、根据公式组(1)得到公式组(2)：公式组(2)为S103、设影响因子的向量θ＝(θ1,θ2,…,θn)，其中，θn表征的是第n个影响因子；并且设影响因子对于X轴的权重向量ωx＝(ωx,1,ωx,2,…,ωx,n)和影响因子对于Y轴的权重向量ωy＝(ωy,1,ωy,2,…,ωy,n)，初始化时ωx和ωy中的每一个值都在[0,1]范围内随机获取；获得关于偏移量的公式组(4)：公式组(4)为其中，ε′x是影响因子在X轴方向的偏移量，ε′y是影响因子在Y轴方向的偏移量；S104、在每一次装卸货动作结束之后，这次计算装卸货动作的偏移量为获得关于实际偏移量ε(x,y)的公式组(5)：公式组(5)为其中，εx是这次装卸货动作在X轴方向的偏移量，εy是这次装卸货动作在Y轴方向的偏移量；S105、通过公式组(4)和公式组(5)，获得对应X轴的损失函数lεx和对应Y轴的损失函数lεy：损失函数损失函数其中，δx等于集装箱的宽度的一半，即δx＝0.5w；δy等于集装箱的高度的一半，即δy＝0.5h；S106、通过两个损失函数来对权重向量ωx和ωy进行修正；S107、通过修正过程中在获得新的权重向量更新的表达式，如公式组(7)：公式组(7)为其中，τt,x＝lεx/‖θt‖2，τt,y＝lεy/‖θt‖2；S108、将计算得到的偏移量引入公式组(2)中，获得公式组(8)：公式组(8)为S109、对公式(8)进行取整得到公式组(9)：S110、根据公式组(9)的结果来修正下一次装卸动作。优选地，所述步骤S106包括：通过两个损失函数来对权重向量ωx和ωy进行修正，优化方程为公式组(6)：公式组(6)为其中，ωx,0是一个[0,1]范围内的随机向量，ωy,0也是一个[0,1]范围内的随机向量；ωx,t是本次装卸货动作中影响因子对于X轴的权重向量；ωy,t是本次装卸货动作中影响因子对于Y轴的权重向量；ωx,t+1是下一次装卸货动作中影响因子对于X轴的权重向量；ωy,t+1是下一次装卸货动作中影响因子对于Y轴的权重向量；所述步骤S107包括：通过对公式组(6)进行求解，在获得新的权重向量更新的表达式，如公式组(7)。优选地，所述装卸货阶段中，将下一次的集装箱参考坐标P(x,y)的值带入到公式(9)中得到的结果作为该集装箱所在位置的行列数。优选地，所述集装箱的参考点是每个集装箱的顶部中心点。优选地，所述船舱的参考点是船舱的底层中心点。优选地，所述影响因子包括集装箱总量、潮汐的变化、风浪的干扰以及船体移动、多个贝位同时作业时的相互干扰中的至少一种。本专利技术的实施例还提供一种集装箱船舶的装卸货系统，用于实现上述的集装箱船舶的装卸货方法，包括：坐标系模块，建立笛卡尔坐标系，坐标系原点为标定陆地参考点坐标O(0,0)，X轴为船体宽度方向，Y轴为船体高度方向，初始化集装箱的参考点坐标P(x,y)和船舱的参考点坐标O′(x′,y′)；获得陆地参考点坐标O，根据人为校正的当前集装箱贝位行列数(m,n)以及现场采集的集装箱相对O的参考坐标P，计算求得表示船舱参考点坐标O’相对陆地参考点O的坐标信息的公式组(1)：公式组(1)为其中，w为所述集装箱的宽度，h为所述集装箱的高度；贝位预测模块，根据公式组(1)得到公式组(2)：公式组(2)为偏移量预测模块，设影响因子的向量θ＝(θ1,θ2,…,θn)，其中，θn表征的是第n个影响因子；并且设影响因子对于X轴的权重向量ωx＝(ωx,1,ωx,2,…,ωx,n)和影响因子对于Y轴的权重向量ωy＝(ωy,1,ωy,2,…,ωy,n)，初始化时ωx和ωy中的每一个值都在[0,1]范围内随机获取；获得关于偏移量的公式组(4)：公式组(4)为其中，ε′x是影响因子在X轴方向的偏移量，ε′y是影响因子在Y轴方向的偏移量；实际偏移量模块，在每一次装卸货动作结束之后，这次计算装卸货动作的偏移量为获得关于实际偏移量ε(x,y)的公式组(5)：公式组(5)为其中，εx是这次装卸货动作在X轴方向的偏移量，εy是这次装卸货动作在Y轴方向的偏移量；损失预测模块，通过公式组(4)和公式组(5)，获得对应X轴的损失函数lεx和对应Y轴的损失函数lεy：损失函数损失函数其中，δx等于集装箱的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集装箱船舶的装卸货方法，其特征在于，在装卸货阶段中包括以下步骤：S101、建立笛卡尔坐标系，坐标系原点为标定陆地参考点坐标O(0,0)，X轴为船体宽度方向，Y轴为船体高度方向，初始化集装箱的参考点坐标P(x,y)和船舱的参考点坐标O′(x′,y′)；获得陆地参考点坐标O，根据人为校正的当前集装箱贝位行列数(m,n)以及现场采集的集装箱相对O的参考坐标P，计算求得表示船舱参考点坐标O’相对陆地参考点O的坐标信息的公式组(1)：公式组(1)为

【技术特征摘要】
1.一种集装箱船舶的装卸货方法，其特征在于，在装卸货阶段中包括以下步骤：S101、建立笛卡尔坐标系，坐标系原点为标定陆地参考点坐标O(0,0)，X轴为船体宽度方向，Y轴为船体高度方向，初始化集装箱的参考点坐标P(x,y)和船舱的参考点坐标O′(x′,y′)；获得陆地参考点坐标O，根据人为校正的当前集装箱贝位行列数(m,n)以及现场采集的集装箱相对O的参考坐标P，计算求得表示船舱参考点坐标O’相对陆地参考点O的坐标信息的公式组(1)：公式组(1)为其中，w为所述集装箱的宽度，h为所述集装箱的高度；S102、根据公式组(1)得到公式组(2)：公式组(2)为S103、设影响因子的向量θ＝(θ1,θ2,…,θn)，其中，θn表征的是第n个影响因子；并且设影响因子对于X轴的权重向量ωx＝(ωx,1,ωx,2,…,ωx,n)和影响因子对于Y轴的权重向量ωy＝(ωy,1,ωy,2,…,ωy,n)，初始化时ωx和ωy中的每一个值都在[0,1]范围内随机获取；获得关于偏移量的公式组(4)：公式组(4)为其中，ε′x是影响因子在X轴方向的偏移量，ε′y是影响因子在Y轴方向的偏移量；S104、在每一次装卸货动作结束之后，这次计算装卸货动作的偏移量为获得关于实际偏移量ε(x,y)的公式组(5)：公式组(5)为其中，εx是这次装卸货动作在X轴方向的偏移量，εy是这次装卸货动作在Y轴方向的偏移量；S105、通过公式组(4)和公式组(5)，获得对应X轴的损失函数lεx和对应Y轴的损失函数lεy：损失函数损失函数其中，δx等于集装箱的宽度的一半，即δx＝0.5w；δy等于集装箱的高度的一半，即δy＝0.5h；S106、通过两个损失函数来对权重向量ωx和ωy进行修正；S107、通过修正过程中在获得新的权重向量更新的表达式，如公式组(7)：公式组(7)为其中，τt,x＝lεx/‖θt‖2，τt,y＝lεy/‖θt‖2；S108、将计算得到的偏移量引入公式组(2)中，获得公式组(8)：公式组(8)为S109、对公式(8)进行取整得到公式组(9)：S110、根据公式组(9)的结果来修正下一次装卸动作。2.如权利要求1所述的集装箱船舶的装卸货方法，其特征在于，所述步骤S106包括：通过两个损失函数来对权重向量ωx和ωy进行修正，优化方程为公式组(6)：公式组(6)为其中，ωx,0是一个[0,1]范围内的随机向量，ωy,0也是一个[0,1]范围内的随机向量；ωx,t是本次装卸货动作中影响因子对于X轴的权重向量；ωy,t是本次装卸货动作中影响因子对于Y轴的权重向量；ωx,t+1是下一次装卸货动作中影响因子对于X轴的权重向量；ωy,t+1是下一次装卸货动作中影响因子对于Y轴的权重向量；所述步骤S107包括：通过对公式组(6)进行求解，在获得新的权重向量更新的表达式，如公式组(7)。3.如权利要求1或2所述的集装箱船舶的装卸货方法，其特征在于，所述装卸货阶段中，将下一次的集装箱参考坐标P(x,y)的值带入到公式(9)中得到的结果作为该集装箱所在位置的行列数。4.如权利要求1或2所述的集装箱船舶的装卸货方法，其特征在于，所述集装箱的参考点是每个集装箱的顶部中心点。5.如权利要求1或2所述的集装箱船舶的装卸货方法，其特征在于，所述船舱的参考点是船舱的底层中心点。6.如权利要求1或2所述的集装箱船舶的装卸货方法，其特征在于，所述影响因子包括集装箱总量、潮汐的变...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟宏亮，俞铭琪，滕兴惠，
申请(专利权)人：上海西井信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31