一种自动堆叠方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及集装箱堆叠领域，应用于轨道式集装箱起重机，提供一种自动堆叠方法、装置及系统，包括大车、小车架、吊具、控制器。通过3D激光扫描器得到目标检测信息，所述控制器对目标检测信息进行处理得到小车架目标检测位移量和吊具目标检测位移量。通过倾角传感器得到补偿检测信息，所述补偿检测信息包括补偿小车架倾角和补偿吊具倾角，所述控制器对目标检测信息和补偿检测信息进行处理得到小车架补偿位移量和吊具补偿位移量。根据小车架目标检测位移量和小车架补偿位移量求和得到小车架实际位移量，根据吊具目标检测位移量和吊具补偿位移量求和得到吊具实际位移量，自动执行小车架实际位移量和吊具实际位移量。实际位移量和吊具实际位移量。实际位移量和吊具实际位移量。

【技术实现步骤摘要】
一种自动堆叠方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及集装箱堆叠领域，更具体地，应用于轨道式集装箱起重机，涉及一种自动堆叠方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]随着起重机作业时间的增加和堆场使用时间的增加，设备作业环境急剧变化，堆场的集装箱自动堆叠系统精准性将会逐渐降低，实际运用效果与期待值出现巨大的差异性，会频繁出现自动码箱不齐的情况。主要原因是小车轨道倾角的变化、大车两侧轨道高度差变化，使得起重机小车架产生倾斜，小车架激光在进行扫描时产生误差；堆场沉降后，堆场内集装箱倾角变化，使得堆场集装箱自动堆叠时产生误差；吊具倾角变化，引起吊具抓着的集装箱倾角变化，使得堆场集装箱自动堆叠时产生误差。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种自动堆叠方法、装置及系统，用于解决集装箱自动堆叠不整齐的问题。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：
[0005]第一方面，提供了一种自动堆叠方法，应用于集装箱起重机，包括大车、小车架、吊具、控制器，其特征在于，方法包括：
[0006]通过3D激光扫描器得到目标检测信息，所述目标检测信息包括目标集装箱高度、吊具上集装箱高度、目标检测吊具倾角；所述控制器对目标检测信息进行处理得到小车架目标检测位移量和吊具目标检测位移量；
[0007]通过倾角传感器得到补偿检测信息，所述补偿检测信息包括补偿小车架倾角和补偿吊具倾角，所述控制器对目标检测信息和补偿检测信息进行处理得到小车架补偿位移量和吊具补偿位移量；
[0008]根据小车架目标检测位移量和小车架补偿位移量求和得到小车架实际位移量，根据吊具目标检测位移量和吊具补偿位移量求和得到吊具实际位移量；
[0009]自动执行小车架实际位移量和吊具实际位移量。
[0010]进一步，所述小车架补偿位移量基于所述目标集装箱高度、吊具上集装箱高度、补偿小车架倾角，通过所述控制器运算得到，所述补偿小车架倾角包括前倾角和后倾角；
[0011]所述吊具补偿位移量通过校验所述补偿吊具倾角和目标检测吊具倾角，所述校验得到的差异值为吊具补偿位移量，所述补偿吊具倾角和目标检测吊具倾角包括前倾角、后倾角、左倾角、右倾角。
[0012]进一步，所述方法还包括稳定采集时间确定，所述稳定采集时间通过至少二次不同时间的采集，根据连续两次采集信息的波动比例得到稳定采集时间，所述稳定采集时间的对象包括目标集装箱高度、吊具上集装箱高度、目标检测吊具倾角、补偿小车架倾角和补偿吊具倾角中至少一种，所述小车架实际位移量和吊具实际位移量均基于同一个稳定采集
时间。在堆叠集装箱过程中，集装箱起重机抓起集装箱后，将集装箱移动至准确位置，产生的惯性会造成集装箱出现一定的晃动，对自动堆叠测量产生误差，通过对稳定采集时间的对象在连续测量的波动比例来判断集装箱静态程度。
[0013]进一步，所述波动比例为小于
‑
5％到5％。
[0014]进一步，所述方法还包括监测告警方法，所述方法包括：
[0015]设置小车架正常倾角范围，设置吊具正常倾角范围；
[0016]获取稳定采集时间补偿小车架倾角和补偿吊具倾角；
[0017]判断所述稳定采集时间补偿小车架倾角是否满足小车架正常倾角范围，判断所述稳定采集时间补偿吊具倾角是否满足吊具正常倾角范围；
[0018]提示及记录不满足正常倾角范围的补偿小车架倾角和补偿吊具倾角，并切断机器自动运行命令。
[0019]进一步，所述小车架正常倾角范围为
‑
0.8至0.8度；
[0020]所述吊具正常倾角范围为
‑
0.8至0.8度。
[0021]进一步，所述方法中小车架补偿位移量通过补偿位移机器学习模型得到，包括：
[0022]输入小车架特征，所述小车架特征包括目标集装箱高度、吊具上集装箱高度、补偿小车架倾角；
[0023]补偿位移机器学习模型处理小车架特征，所述补偿位移机器学习模型通过提取自动堆叠历史数据而建立，历史数据包括堆叠效果标签、小车架倾角、大车位置、小车架位置、起升高度、吊具推杆电机编码器数值、及目标检测信息中目标集装箱高度、吊具上集装箱高度、目标检测吊具倾角；
[0024]输出小车架补偿位移量预测值。
[0025]进一步，所述补偿位移机器学习模型决策函数为Y，Y＝sin(x3)*(x2
‑
x1)；
[0026]其中x1为目标集装箱高度，x2为吊具上集装箱高度，x3为补偿小车架倾角，Y的范围为
‑
25cm至25cm。
[0027]第二方面，本专利技术提供一种自动堆叠装置，所述装置包括大车、小车架、吊具、3D激光扫描器、倾角传感器、执行机构、控制器；
[0028]所述3D激光扫描器安装在小车架所在平台下方，所述3D激光扫描器与控制器连接，所述控制器对3D激光扫描器进行处理；
[0029]所述倾角传感器分别安装在小车架上及吊具上，所述倾角传感器与控制器采用高品质屏蔽线缆连接，所述控制器对倾角传感器进行处理；
[0030]所述执行机构包括小车架机构单元和吊具上架微动单元，用于执行小车架实际位移量和吊具实际位移量，所述执行机构与控制器连接，接收控制器指令；
[0031]所述控制器为可编程逻辑控制器，用于对所述3D激光扫描器和倾角传感器采集的数据进行分析和处理。
[0032]第三方面，本专利技术提供一种自动堆叠系统，所述系统包括数据感知层、数据处理层、核心控制层、机构执行层；
[0033]所述数据感知层包括3D激光扫描器、倾角传感器，所述3D激光扫描器实时采集小车架和吊具的目标检测信息，所述倾角传感器实时采集小车架和吊具的倾角信息；
[0034]所述数据处理层包括目标检测单元和自动堆叠机器学习模型单元，所述目标检测
单元用于处理3D激光扫描器采集的信息；所述自动堆叠机器学习模型单元包括数据库、特征提取、机器学习模型，用于建立自动堆叠机器学习模型；
[0035]所述核心控制层包括可编程逻辑控制器，用于处理所述数据处理层信息；
[0036]所述机构执行层包括小车架机构单元和吊具上架微动单元，所述执行包括小车架机构单元通过前后移动小车架、所述吊具上架微动单元通过左右旋转吊具。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0038]1、针对轨道式集装箱门式起重机小车轨道倾角的变化、大车两侧轨道高度差变化、吊具倾角的变化造成的堆场集装箱自动堆叠时频繁码箱不齐的问题，构建了一套完整的误差补偿装置和方法。利用倾角传感器采集小车架和吊具倾角信息，在可编程逻辑控制器的算法程序中运算出补偿参数，再由电控系统控制吊具旋转和小车移动，完成控制补偿，实现港口轨道式集装箱门式全自动起重机的稳定运行和安全生产。
[0039]2、通过倾角传感器实时检测起重机小车架倾角和吊具倾角，获取小车架和吊具姿态信息，可编程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动堆叠方法，应用于轨道式集装箱起重机，包括大车、小车架、吊具、控制器，其特征在于，方法包括：通过3D激光扫描器得到目标检测信息，所述目标检测信息包括目标集装箱高度、吊具上集装箱高度、目标检测吊具倾角；所述控制器对目标检测信息进行处理得到小车架目标检测位移量和吊具目标检测位移量；通过倾角传感器得到补偿检测信息，所述补偿检测信息包括补偿小车架倾角和补偿吊具倾角，所述控制器对目标检测信息和补偿检测信息进行处理得到小车架补偿位移量和吊具补偿位移量；根据小车架目标检测位移量和小车架补偿位移量求和得到小车架实际位移量，根据吊具目标检测位移量和吊具补偿位移量求和得到吊具实际位移量；自动执行小车架实际位移量和吊具实际位移量。2.根据权利要求1所述的一种自动堆叠方法，其特征在于，所述补偿位移量具体包括：所述小车架补偿位移量基于所述目标集装箱高度、吊具上集装箱高度、补偿小车架倾角，通过所述控制器运算得到，所述补偿小车架倾角包括前倾角和后倾角；所述吊具补偿位移量通过校验所述补偿吊具倾角和目标检测吊具倾角，所述校验得到的差异值为吊具补偿位移量，所述补偿吊具倾角和目标检测吊具倾角包括前倾角、后倾角、左倾角、右倾角。3.根据权利要求1所述的一种自动堆叠方法，其特征在于，所述方法还包括稳定采集时间确定，所述稳定采集时间通过至少二次不同时间的采集，根据连续两次采集信息的波动比例得到稳定采集时间，所述稳定采集时间的对象包括目标集装箱高度、吊具上集装箱高度、目标检测吊具倾角、补偿小车架倾角和补偿吊具倾角中至少一种，所述小车架实际位移量和吊具实际位移量均基于同一个稳定采集时间。4.根据权利要求3所述的一种自动堆叠方法，其特征在于，所述波动比例为小于
‑
5％到5％。5.根据权利要求3所述的一种自动堆叠方法，其特征在于，所述方法还包括监测告警方法，所述方法包括：设置小车架正常倾角范围，设置吊具正常倾角范围；获取稳定采集时间补偿小车架倾角和补偿吊具倾角；判断所述稳定采集时间补偿小车架倾角是否满足小车架正常倾角范围，判断所述稳定采集时间补偿吊具倾角是否满足吊具正常倾角范围；提示及记录不满足正常倾角范围的补偿小车架倾角和补偿吊具倾角，并切断机器自动运行命令。6.根据权利要求5所述的一种自动堆叠方法，其特征在于，所述小车架正常倾角范围为
‑
0.8至0.8度；所述吊具正常倾角范围为
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖炳林，齐永志，何威誉，陈高林，周礼桥，吴嘉贤，黄益昌，马史德，
申请(专利权)人：广州港股份有限公司广州港股份有限公司南沙集装箱码头分公司，
类型：发明
国别省市：