一种用于操纵扭锁的装置和方法，该扭锁被配置为将集装箱(4)锁定到车辆(1)上。该装置包括机器人(2)，该机器人(2)包括夹持器(201)，该夹持器(201)被配置为夹持要安装到集装箱(4)的角配件上的扭锁或要从该角配件拆卸的扭锁中的一个扭锁；视觉传感器，被布置在机器人(2)上并且被配置为当车辆(1)正在扭锁操纵站中移动时，捕获角配件的第一图像；以及控制单元。控制单元被配置为从视觉传感器获得角配件的第一图像；基于第一图像来确定当第一图像被视觉传感器捕获的时刻的角配件的第一位置；基于角配件的第一位置和表示角配件在机器人(2)的预定响应时间内的预测位移的位置校正参数来确定夹持器(201)对于扭锁中的一个扭锁的操纵位置，在该操纵位置处，夹持器(201)要与角配件对准；以及将操纵位置发送到机器人(2)，使得夹持器(201)移动到操纵位置以在车辆(1)的移动期间操纵扭锁中的一个扭锁。间操纵扭锁中的一个扭锁。间操纵扭锁中的一个扭锁。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操纵扭锁的操纵装置和方法
[0001]本公开的示例性实施例总体涉及扭锁操纵的领域，并且更具体涉及一种用于在具有机器人的移动车辆上操纵扭锁的装置和方法。
技术介绍
[0002]扭锁通常与集装箱一起使用以例如将集装箱锁定到卡车或船上。在将集装箱从卡车装载到船上时，集装箱需要首先通过操纵扭锁与卡车解锁，然后从卡车转移到船上。在从船上卸载集装箱时，集装箱需要在被转移到卡车上之后通过操纵扭锁而被锁定到卡车上。现代港口旨在实现集装箱装卸的高效和自动化。然而，扭锁操纵成为用于这种自动化过程的绊脚石。
[0003]使用机器人在集装箱的拐角处安装或拆卸扭锁是一种用于自动操纵扭锁的可行解决方案。图1图示了用于在扭锁操纵站3中操纵车辆1上的扭锁的传统过程。车辆1的每一侧处设有包括两个侧扭锁和一个中间扭锁在内的三个扭锁(未示出)，以便将集装箱4锁定到车辆1上。如图1的左部所示，车辆1驶入扭锁操纵站3。在扭锁操纵站3的每一侧处，三个机器人2固定在地面上，以便操纵对应扭锁。然后，如图1的中心部分所示，车辆1停止在车辆1的每一侧处的机器人2操纵对应扭锁(例如，从车辆1拆卸扭锁或将扭锁安装到车辆1上)的适当位置处。如图1的右部所示，在完成对扭锁的操纵之后，车辆1驶出扭锁操纵站3。
[0004]使用机器人2操纵扭锁的上述传统解决方案具有几个待改进缺陷。一方面，如图1所示，对扭锁的操纵在时间上具有分散性。车辆1驶入扭锁操纵站3，停止在适当位置处，并且等待机器人2操纵扭锁。在完成对所有扭锁的操纵之后，车辆1驶出扭锁操纵站3。为了同步操纵所有扭锁，车辆1的每一侧可能会设有不少于三个机器人，这可能会导致巨大的成本。另一方面，扭锁操纵站3可能会占据较大的区域。如图1所示，扭锁操纵站3的总长度是集装箱4的长度的大约三倍，这可能会导致车辆1的移动路径的转弯圈较大，并且降低整个码头的效率。
[0005]因此，需要一种用于使用机器人操纵扭锁的改进的解决方案。
技术实现思路
[0006]鉴于前述问题，本公开的示例性实施例提供了用于使用机器人操纵扭锁的解决方案。
[0007]在第一方面中，本公开的示例性实施例提供了一种用于操纵扭锁的装置，该扭锁被配置为将集装箱锁定到车辆上。该装置包括机器人，该机器人包括夹持器，该夹持器被配置为夹持要安装到集装箱的角配件上的扭锁或要从角配件拆卸的扭锁中的一个扭锁；视觉传感器，被布置在机器人上并且被配置为当车辆正在扭锁操纵站中移动时，捕获角配件的第一图像；以及控制单元。控制单元被配置为从视觉传感器获得角配件的第一图像；基于第一图像来确定当第一图像被视觉传感器捕获的时刻的角配件的第一位置；基于角配件的第一位置和表示角配件在机器人的预定响应时间内的预测位移的位置校正参数来确定夹持
器对于扭锁中的一个扭锁的操纵位置，在该操纵位置处，夹持器要与角配件对准；以及将操纵位置发送到机器人，使得夹持器移动到操纵位置以在车辆的移动期间操纵扭锁中的一个扭锁。
[0008]根据本公开的实施例，由于使用了基于视觉的控制技术和位置校正技术，所以机器人可以实时定位集装箱上的角配件。因此，机器人具有跟踪和操纵移动车辆上的扭锁的能力。而且，移动车辆的每一侧只需要一个机器人来操纵车辆的每一侧处的对应扭锁。与用于操纵扭锁的传统解决方案相比较，可以大大减少在扭锁操纵站中使用的机器人的数目，从而降低总成本。而且，还可以减小扭锁操纵站所占据的区域，从而提高码头的整体效率。
[0009]在一些实施例中，机器人被固定在地面上、或被布置在可移动底座上、或可滑动地被布置在导轨上。对于这些实施例，机器人可以被布置在任何适当地点，以便以有效方式操纵车辆上的扭锁。
[0010]在一些实施例中，当机器人被布置在可移动底座上或可滑动地被布置在导轨上时，装置还包括接近传感器，该接近传感器被布置在机器人上并且被配置为在车辆进入扭锁操纵站之后检测车辆的粗略位置。控制单元还被配置为从接近传感器获得车辆的粗略位置；以及基于车辆的粗略位置来使得机器人朝向车辆移动。通过这些实施例，接近传感器可以获得车辆在扭锁操纵站中的粗略位置，从而可以引导机器人朝向车辆快速移动。这样，还可以提高车辆的扭锁的操纵速度，并且还可以减小扭锁操纵站的长度。
[0011]在一些实施例中，控制单元还被配置为在对扭锁中的一个扭锁的操纵完成之后使得机器人朝向这些扭锁中的下一扭锁移动。通过这些实施例，在完成对扭锁中的一个扭锁的操纵之后，机器人可以朝向下一扭锁快速移动。这样，可以一个接一个地快速操纵车辆的每一侧处的扭锁，从而进一步提高了对扭锁的操纵速度。
[0012]在一些实施例中，位置校正参数是预设的。通过这些实施例，车辆可以在扭锁操纵站中以基本恒定的速度移动。例如，车辆可以是以恒定速度行驶的自动集装箱卡车。
[0013]在一些实施例中，控制单元还被配置为：基于车辆的速度和机器人的预定响应时间来动态地确定位置校正参数。通过这些实施例，可以基于车辆的速度来动态地确定位置校正参数。由于车辆的速度是个连续物理量，并且不会突然发生改变，所以可以假设它在短时间内是恒定的。因此，位置校正参数可以确保机器人实时跟踪角配件。
[0014]在一些实施例中，视觉传感器还被配置为在捕获角配件的第一图像之前，捕获角配件的第二图像和第三图像，并且控制单元还被配置为：从视觉传感器获得角配件的第二图像和第三图像；分别基于第二图像和第三图像来确定当第二图像和第三图像被视觉传感器捕获的时刻的角配件的第二位置和第三位置；以及基于角配件的第二位置和第三位置来确定车辆的速度。通过这些实施例，可以基于由视觉传感器所获得的图像来确定角配件的实时速度，而无需任何附加传感器。
[0015]在一些实施例中，车辆的速度由布置在扭锁操纵站中的相机或布置在车辆上的GPS设备来检测。通过这些实施例，可以通过使用相机或GPS设备来精确确定车辆的速度。
[0016]在第二方面中，本公开的示例性实施例提供了一种用于操纵扭锁的方法，该扭锁被配置为将集装箱锁定到车辆上。该方法包括：从布置在机器人上的视觉传感器获得集装箱的角配件的第一图像，其中机器人包括夹持器，该夹持器被配置为夹持要安装到角配件上的扭锁或要从角配件拆卸的扭锁中的一个扭锁，并且其中视觉传感器被配置为当车辆正
在扭锁操纵站中移动时，捕获角配件的第一图像；基于第一图像来确定当第一图像被视觉传感器捕获的时刻的角配件的第一位置；基于角配件的第一位置和表示角配件在机器人的预定响应时间内的预测位移的位置校正参数来确定夹持器对于扭锁中的一个扭锁的操纵位置，在该操纵位置处，夹持器要与角配件对准；以及将操纵位置发送到机器人，使得夹持器移动到操纵位置以在车辆的移动期间操纵扭锁中的一个扭锁。
[0017]在一些实施例中，机器人被固定在地面上、或被布置在可移动底座上、或可滑动地被布置在导轨上。
[0018]在一些实施例中，当该机器人被布置在可移动底座上或可滑动地被布置在导轨上时，该方法还包括：在车辆进入扭锁操纵站之后获得由布置在机器人上的接近传感器检测的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于操纵扭锁的装置，所述扭锁被配置为将集装箱锁定到车辆上，所述装置包括：机器人，包括夹持器，所述夹持器被配置为夹持要安装到所述集装箱的角配件上的所述扭锁或要从所述集装箱的所述角配件拆卸的所述扭锁中的一个扭锁；视觉传感器，被布置在所述机器人上，并且被配置为当所述车辆正在扭锁操纵站中移动时，捕获所述角配件的第一图像；以及控制单元，被配置为：从所述视觉传感器获得所述角配件的所述第一图像；基于所述第一图像来确定当所述第一图像被所述视觉传感器捕获的时刻的所述角配件的第一位置；基于所述角配件的所述第一位置、以及表示所述角配件在所述机器人的预定响应时间内的预测位移的位置校正参数，来确定所述夹持器对于所述扭锁中的一个扭锁的操纵位置，在所述操纵位置处，所述夹持器要与所述角配件对准；以及将所述操纵位置发送到所述机器人，使得所述夹持器移动到所述操纵位置，以在所述车辆的所述移动期间操纵所述扭锁中的一个扭锁。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述机器人被固定在地面上、或被布置在可移动底座上、或可滑动地被布置在导轨上。3.根据权利要求2所述的装置，其中当所述机器人被布置在所述可移动底座上、或可滑动地被布置在所述导轨上时，所述装置还包括接近传感器，所述接近传感器被布置在所述机器人上，并且被配置为在所述车辆进入所述扭锁操纵站之后检测所述车辆的粗略位置，并且其中所述控制单元还被配置为：从所述接近传感器获得所述车辆的所述粗略位置；以及基于所述车辆的所述粗略位置来使得所述机器人朝向所述车辆移动。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述控制单元还被配置为：在完成对所述扭锁中的一个扭锁的操纵之后，使得所述机器人朝向所述扭锁中的下一扭锁移动。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述位置校正参数是预设的。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元还被配置为：基于所述车辆的速度和所述机器人的所述预定响应时间来动态地确定所述位置校正参数。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述视觉传感器还被配置为在捕获所述角配件的所述第一图像之前，捕获所述角配件的第二图像和第三图像，并且其中所述控制单元还被配置为：从所述视觉传感器获得所述角配件的所述第二图像和所述第三图像；分别基于所述第二图像和所述第三图像，来确定在所述第二图像和所述第三图像被所述视觉传感器捕获的时刻的所述角配件的第二位置和第三位置；以及基于所述角配件的所述第二位置和所述第三位置来确定所述车辆的所述速度。8.根据权利要求6所述的装置，其中所述车辆的所述速度由布置在所述扭锁操纵站中
的相机或布置在所述车辆上的GPS设备来检测。9.一种用于操纵扭锁的方法，所述扭锁被配置为将集装箱锁定到车辆上，所述方法包括：从布置在机器人上的视觉...
【专利技术属性】
技术研发人员：田野，张佳帆，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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