一种基于面阵激光扫描的外集卡自动放箱方法技术

本发明专利技术提出了一种基于面阵激光扫描的外集卡自动放箱方法，涉及港口自动化技术领域，包括以下步骤：收到PLC采集信号，3D面阵激光扫描仪开始采集外集卡车板的点云信息；通过外集卡车板点云信息提取锁头特征，求解外集卡车板上四个锁尖点在XOY面内的坐标，若锁头特征未提取成功则上报对应错误码至PLC；通过吊具姿态求解吊具所带箱底部四个锁孔中心的在XOY面内的坐标；通过仿射变换求解吊具至外集卡车板调整对位的旋转角度与大小车方向平移量；将计算结果发送至PLC，PLC收到调整量后进行吊具角度以及大小车方向上的偏移调整，调整完成后自动下放集装箱。实现了外集卡放箱过程中的全自动作业功能，提高了龙门吊自动化程度以及全自动作业的效率。动作业的效率。动作业的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于面阵激光扫描的外集卡自动放箱方法


[0001]本专利技术涉及港口自动化
，尤其涉及一种基于面阵激光扫描的外集卡自动放箱方法。

技术介绍

[0002]随着经济全球化进程的加快，越来越多的生产经营活动和资源配置过程的范围逐渐扩展到世界各个角落。现代港口在社会经济发展中的作用和地位由此发生深刻变化，各种提高作业效率的方案被不断提出并得到应用，港口作业自动化逐渐成为一种趋势。集装箱运输是全球运输业的重要发展趋势，为实现码头自动化装卸箱要求，外集卡如何进行自动放箱是目前自动化流程中急需解决的问题之一。目前对于集装箱码头外集卡全自动作业样例较少，且大部分仅仅通过引导集卡的方式解决了自动对位中在大车/小车放箱两个维度方向的偏差，并且定位精度较低，同时对于角度方向上的偏差没有得到妥善的解决，因此在实际应用中人工介入率大，调整失败率高。
[0003]中国专利CN110619645A《一种桥吊下集装箱拖架的自动识别与定位装置及方法》公开了一种桥吊下集装箱拖架的自动识别与定位装置及方法，通过相机识别定位车辆和集装箱，实现码头装卸集装箱自动化。然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于面阵激光扫描的外集卡自动放箱方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，收到PLC采集信号，通过3D面阵激光扫描仪开始采集外集卡车板的点云信息；S2，通过外集卡车板点云信息提取锁头特征，求解外集卡车板上四个锁尖点在XOY面内的坐标，若锁头特征未提取成功则上报对应错误码至PLC；S3，通过吊具姿态求解吊具所带箱底部四个锁孔中心的在XOY面内的坐标；S4，通过仿射变换求解吊具至外集卡车板调整对位的旋转角度与大小车方向平移量；S5，将计算结果发送至PLC，PLC收到调整量后进行吊具角度以及大小车方向上的偏移调整，调整完成后自动下放集装箱。2.如权利要求1所述的一种基于面阵激光扫描的外集卡自动放箱方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：建立世界坐标系，对3D面阵激光扫描仪进行旋转标定将点云坐标系旋转至与世界坐标系重合，然后进行平移标定使点云的各点位置关系与世界坐标系重合。3.如权利要求2所述的一种基于面阵激光扫描的外集卡自动放箱方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：将3D面阵激光扫描仪采集的点云信息，经过矩阵旋转变换R以及平移变换T转换到世界坐标系中，其转换关系为：其中，x
w
，y
w
，z
w
为世界坐标系坐标，x
lidar
‑
i
，y
lidar
‑
i
，z
lidar
‑
i
为对应点云坐标系坐标，R
i
为旋转变换，T
i
为平移变换。4.如权利要求3所述的一种基于面阵激光扫描的外集卡自动放箱方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：根据车板点云与车板上锁头点云在轮廓分布上的差异性，提取出靠近雷达侧车板上两处锁头的点云特征，由锁头点云最高点求出锁尖点的位置信息，根据提取出的近雷达侧两个锁尖的三维位置信息，将其投影至XOY平面，求解出远雷达侧两个锁尖的在XOY平面内的位置信息。5.如权利要求4所述的一种基于面阵激光扫描的外集卡自动放箱方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：近雷达侧两个锁尖点坐标为(x1,y1)和(x2,y2)，外集卡锁头在车板宽度方向的距离为W，在车板长度方向的距离为L，设偏转角则远雷达侧两个锁尖点在XOY面内的位置关系为：的位置关系为：
其中，(x3,y3)和(x4,y4)是远雷达侧两个锁尖点在世界坐标系的XOY平面坐标。6.如权利要求5所述的一种基于面阵激光扫描的外集卡自动放箱方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：通过小车在世界坐标系的位置以及吊具姿态将四个锁尖点在世界坐标系的XOY平面坐标转移至吊具中心坐标系：x
si
＝x
i
‑
Δx
t
‑
Δx
s
y
si
＝y
i
‑
Δy
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何冲，李恒，石先城，张涛，曹志俊，
申请(专利权)人：武汉港迪智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：