船型轮廓检测系统及其检测方法技术方案

一种船型轮廓检测系统，包括：用于沿贝行方向向下同步扫描箱区轮廓数据的两个第一2D激光扫描仪；用于沿贝列方向向下扫描箱区轮廓数据的第二2D激光扫描仪；用于通过来自所述两个第一2D激光扫描仪的箱区轮廓数据检测当前作业贝位的最高障碍以及通过来自所述第二2D激光扫描仪的箱区A轮廓数据检测当前作业贝位相邻集装箱和导箱架的高度的数据处理装置；所述数据处理装置通过光电转换模块与所述第一2D激光扫描仪以及第二2D激光扫描仪连接。本发明专利技术通过两个2D激光扫描仪以及一个第二2D激光扫描仪对船型轮廓进行检测，精度高，避免在作业过程中发生碰撞，安全性高。

Ship Profile Detection System and Its Detection Method

A ship contour detection system includes two first 2D laser scanners for synchronously scanning the contour data of the box area downward along the shelf direction, a second 2D laser scanner for downward scanning the contour data of the box area along the shelf direction, a box area contour data from the two first 2D laser scanners for detecting the highest obstacle of the current operation shelf position and passing through the shelf area contour data from the two first 2D laser scanners. A data processing device for measuring the height of adjacent containers and guide racks in the current operating shelf by contour A data of the second 2D laser scanner is described. The data processing device is connected with the first 2D laser scanner and the second 2D laser scanner through a photoelectric conversion module. The invention detects ship contour by two 2D laser scanners and a second 2D laser scanner, which has high accuracy, avoids collision during operation and high safety.

【技术实现步骤摘要】
船型轮廓检测系统及其检测方法
本专利技术属于船型轮廓检测
，尤其涉及一种船型轮廓检测系统及其检测方法。
技术介绍
港口装卸设备正在向大型、高效、专业化、自动化方向发展；一个港口的自动化控制技术与管理水平，代表了一个港口智能化的程度；在港口自动化作业方面，船型轮廓的检测扫描技术一直是实现自动化作业的前提和核心。为了进一步提高岸桥作业效率，并提高作业安全性，引用轮船轮廓扫描系统，能够丰富和完善岸桥的应用系统。岸桥自动化生产作业过程中，要求移动梁自动运行。这就要求PLC必须提前获知小车下方轮船上集装箱的分布情况，进而设计安全高效的运行路径。轮船轮廓扫描系统采用激光扫描测距原理和模式识别技术，实现集装箱及其他相关物体的精确扫描定位，并实时发送轮廓数据到PLC系统，为整个自动化系统计算作业位置、设计吊具运行路径，提高了必要的支持，同时保证了作业的安全性。传统的轮船轮廓扫描检测方式精确度不高，导致在作业过程中，容易发生碰撞，安全性低。
技术实现思路
基于此，针对上述技术问题，提供一种船型轮廓检测系统及其检测方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种船型轮廓检测系统，包括：用于沿贝行方向向下同步扫描箱区轮廓数据的两个第一2D激光扫描仪，所述两个第一2D激光扫描仪前后间隔固定于岸桥的小车上，可随所述小车左右移动，所述两个第一2D激光扫描仪的间距小于40英尺大于0；用于沿贝列方向向下扫描箱区轮廓数据的第二2D激光扫描仪，所述第二2D激光扫描仪固定于所述小车上，可随所述小车左右移动；用于通过来自所述两个第一2D激光扫描仪的箱区轮廓数据检测当前作业贝位的最高障碍以及通过来自所述第二2D激光扫描仪的箱区A轮廓数据检测当前作业贝位相邻集装箱和导箱架的高度的数据处理装置；所述数据处理装置通过光电转换模块与所述第一2D激光扫描仪以及第二2D激光扫描仪连接。所述数据处理装置还对两个第一2D激光扫描仪以及第二2D激光扫描仪的数据进行相互矫正以及互为备份。所述两个第一2D激光扫描仪的间距为20英尺。所述数据处理装置为计算机，该计算机与岸桥远程管理系统以及岸桥PLC系统连接。本方案还涉及一种船型轮廓检测方法，包括：通过两个第一2D激光扫描仪沿贝行方向向下同步扫描箱区轮廓数据，所述两个第一2D激光扫描仪前后间隔固定于岸桥的小车上，可随所述小车左右移动，所述两个第一2D激光扫描仪的间距小于40英尺大于0；通过第二2D激光扫描仪沿贝列方向向下扫描箱区轮廓数据，所述第二2D激光扫描仪固定于所述小车上，可随所述小车左右移动；数据处理装置通过来自所述两个第一2D激光扫描仪的箱区轮廓数据检测当前作业贝位的最高障碍以及通过来自所述第二2D激光扫描仪的箱区轮廓数据检测当前作业贝位相邻集装箱和导箱架的高度；所述数据处理装置通过光电转换模块与所述第一2D激光扫描仪以及第二2D激光扫描仪连接。所述数据处理装置还对两个第一2D激光扫描仪以及第二2D激光扫描仪的数据进行相互矫正以及互为备份。所述两个第一2D激光扫描仪的间距为20英尺。所述数据处理装置为计算机，该计算机与岸桥远程管理系统以及岸桥PLC系统连接。本专利技术通过两个2D激光扫描仪以及一个第二2D激光扫描仪对船型轮廓进行检测，精度高，避免在作业过程中发生碰撞，安全性高。附图说明下面结合附图和具体实施方式本专利技术进行详细说明：图1为本专利技术的结构示意图；图2为港口装卸集装箱作业示意图；图3为箱区俯视图；图4为轮廓线示意图。具体实施方式如图1所示，一种船型轮廓检测系统，包括第一2D激光扫描仪11、第二2D激光扫描仪12以及数据处理装置13。第一2D激光扫描仪11为两个，两个第一2D激光扫描仪11前后间隔固定于岸桥20的小车21上，可随小车21左右移动，从而沿贝行方向(即船体5左右方向)向下同步扫描箱区A轮廓数据，参见图4的轮廓线Ⅰ。第二2D激光扫描仪12固定于小车21上，可随小车21左右移动，从而沿贝列方向(即船体5前后方向)向下扫描箱区A轮廓数据,参见图4的轮廓线Ⅱ。需要指出的是，如图2所示，岸桥20的大车22可沿船体5前后移动，其上具有左右方向的横梁23，该横梁23水平伸出至箱区A的上方，小车21可在横梁23上左右移动；贝位用于描述集装箱a在箱区A的位置，其由贝行、贝列以及贝层构成，贝行请参考图3中的虚线y，贝列请参考图3中的虚线x，通过贝行号、贝列号以及贝层号就能精确的描述集装箱a在箱区A的位置，依次以01、03、05、……奇数表示20英尺集装箱的贝行号,当前后两个连续20英尺箱位被用于装载40英尺集装箱时,则该40英尺集装箱的贝行号以介于所占的两个20英尺箱位奇数贝行号之间的一个偶数表示。作业流程为：大车22先前后移动，移动到作业贝行后，小车21左右移动。当小车21前后移动时，两个第一2D激光扫描仪11的扫描数据分别形成一条线，第二2D激光扫描仪12的扫描数据会形成面。完成一个贝行后，大车22前后移动，此时，小车21不会移动，故第二2D激光扫描仪12的扫描数据会形成一条线，而两个第一2D激光扫描仪11的扫描数据会形成面。数据处理装置13通过光电转换模块14与第一2D激光扫描仪11以及第二2D激光扫描仪12连接。数据处理装置13通过来自两个第一2D激光扫描仪11的箱区A轮廓数据检测当前作业贝位的最高障碍。其中，两个第一2D激光扫描仪11的间距小于40英尺大于0，可以同步扫描前后两个连续20英尺箱位的轮廓数据，在前后连续双20英尺装卸作业时(装卸40英尺的集装箱)，取相对高箱作为防碰撞控制的依据，保证作业过程的安全性。较佳的，两个第一2D激光扫描仪11的间距为20尺。数据处理装置13通过来自第二2D激光扫描仪12的箱区A轮廓数据检测当前作业贝位前后相邻集装箱a和导箱架的高度，避免吊具以及吊具吊着集装箱与之碰撞，保证作业过程的安全性。第一2D激光扫描仪11以及第二2D激光扫描仪12的安装偏转角度和安装位置，会通过配置文件的方式输入到数据处理装置13中，从而检测上述最高障碍以及相邻集装箱和导箱架的高度。当然，数据处理装置13会根据第一2D激光扫描仪11以及第二2D激光扫描仪12的扫描数据，形成3维箱区A轮廓数据，为了减少单一扫描系统的误差，数据处理装置13对两个第一2D激光扫描仪以及第二2D激光扫描仪的数据进行相互矫正，并且3个2D激光扫描仪互为备份，当任一扫描仪出现故障，另外扫描仪可以继续满足自动化的作业任务。在本实施例中，如图1所示，数据处理装置13为计算机，该计算机与岸桥远程管理系统3以及岸桥PLC系统4连接。数据处理装置13的检测数据会实时发送给岸桥远程管理系统3以及岸桥PLC系统4，作为吊具运行路径的参考，从而以最优路径控制吊具移动，并辅助实现吊具距离目标集装箱较近时智能减速。本实施例还涉及一种船型轮廓检测方法，包括：一、通过两个第一2D激光扫描仪11沿贝行方向(即船体5左右方向)向下同步扫描箱区A轮廓数据,参见图4的轮廓线Ⅰ。两个第一2D激光扫描仪11前后间隔固定于岸桥20的小车21上，可随小车21左右移动。二、通过第二2D激光扫描仪12沿贝列方向(即船体前后方向)向下扫描箱区A轮廓数据,参见图4的轮廓线Ⅱ。第二2D激光扫描仪12固定于小车21上，可随小车21左右移动。需要指出的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船型轮廓检测系统，其特征在于，包括：用于沿贝行方向向下同步扫描箱区轮廓数据的两个第一2D激光扫描仪，所述两个第一2D激光扫描仪前后间隔固定于岸桥的小车上，可随所述小车左右移动，所述两个第一2D激光扫描仪的间距小于40英尺大于0；用于沿贝列方向向下扫描箱区轮廓数据的第二2D激光扫描仪，所述第二2D激光扫描仪固定于所述小车上，可随所述小车左右移动；用于通过来自所述两个第一2D激光扫描仪的箱区轮廓数据检测当前作业贝位的最高障碍以及通过来自所述第二2D激光扫描仪的箱区A轮廓数据检测当前作业贝位相邻集装箱和导箱架的高度的数据处理装置；所述数据处理装置通过光电转换模块与所述第一2D激光扫描仪以及第二2D激光扫描仪连接。

【技术特征摘要】
1.一种船型轮廓检测系统，其特征在于，包括：用于沿贝行方向向下同步扫描箱区轮廓数据的两个第一2D激光扫描仪，所述两个第一2D激光扫描仪前后间隔固定于岸桥的小车上，可随所述小车左右移动，所述两个第一2D激光扫描仪的间距小于40英尺大于0；用于沿贝列方向向下扫描箱区轮廓数据的第二2D激光扫描仪，所述第二2D激光扫描仪固定于所述小车上，可随所述小车左右移动；用于通过来自所述两个第一2D激光扫描仪的箱区轮廓数据检测当前作业贝位的最高障碍以及通过来自所述第二2D激光扫描仪的箱区A轮廓数据检测当前作业贝位相邻集装箱和导箱架的高度的数据处理装置；所述数据处理装置通过光电转换模块与所述第一2D激光扫描仪以及第二2D激光扫描仪连接。2.根据权利要求1所述的一种船型轮廓检测系统，其特征在于，所述数据处理装置还对两个第一2D激光扫描仪以及第二2D激光扫描仪的数据进行相互矫正以及互为备份。3.根据权利要求1或2所述的一种船型轮廓检测系统，其特征在于，所述两个第一2D激光扫描仪的间距为20英尺。4.根据权利要求3所述的一种船型轮廓检测系统，其特征在于，所述数据处理装置为计算机，该计算机与岸桥远程管理系统以及岸桥PLC系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王传士，王传海，杜孝义，刘金军，田璐，
申请(专利权)人：上海川丰机电科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31