轮胎吊行走定位纠偏防撞方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于集装箱装卸作业中轮胎吊的定位、行走纠偏防撞，尤其适合轮胎吊吊运集装箱装卸作业。
【背景技术】
[0002]目前，场地集装箱轮胎吊行走纠偏和防撞的检测手段包括GPS定位自动纠偏法，单点激光测距仪结合反射板自动纠偏法，图像处理纠偏，人工纠偏，以集装箱侧面为参考面的轮胎吊纠偏法，但这些方法都各有缺点。GPS定位容易受到人为篡改数据导致数据出错且需定期校正。单点激光测距仪结合反射板自动纠偏法，则需要在一旁安装长反射板，并不实用。图像处理纠偏容易受天气光线影响，稳定性不够。轮胎吊司机调整车轮行走方向，即人工纠偏，这种方法精度低，容易造成司机疲劳。以集装箱侧面为参考面的轮胎吊纠偏法则当堆场上没有集装箱时，无法准确对位。
【发明内容】
[0003]本发明通过在轮胎吊四个门腿轮胎前轮支架上各安装一个激光扫描仪，并在轮胎吊车道背面过道中心线上以一定的距离或者以集装箱长度为间隔安装立柱，激光扫描仪检测立柱位置，实现轮胎吊在堆场内箱位位置定位、自动纠偏。
[0004]本发明采用以下技术方案:激光扫描仪、轮胎前轮支架、立柱、计算机、警报器、箱位管理显示器(即驾驶室管理系统界面终端)、显示器、集装箱、轮胎吊PLC。安装四个激光扫描仪在轮胎吊四个门腿轮胎前轮支架上，水平扫描，能随轮胎转动而转动。激光扫描仪均安装在防雨罩内。立柱以一定的距离或者以集装箱长度为间隔安装在两条轮胎吊车道背面之间过道中间线上，本发明是以立柱为主要参考，故所安装立柱应处于一条直线上。显示器安装在驾驶室内，实时显示轮胎吊在堆场上的位置以及偏离距离角度等。四个激光扫描仪可以检测到堆场上集装箱侧面和集装箱之间的缝隙的同时，其中两个激光扫描仪可以检测到立柱，作为轮胎吊箱区贝位定位及行走纠偏的参考。计算机安装在电气室。警报器安装在轮胎吊驾驶室内。激光扫描仪、警报器、箱位管理显示器均与计算机相连。计算机与轮胎吊PLC相连，参与轮胎吊行走控制。
[0005]四个激光扫描仪，同时对集装箱堆场上集装箱侧面和集装箱与集装箱之间缝隙扫描测距，但仅远离集卡车道的两个激光扫描仪能检测到立柱。在检测过程中，通过实时测量多根相邻立柱之间的距离以及立柱平面与轮胎吊行车方向的距离和角度来进行纠偏。若轮胎吊偏离行车车道或轮胎吊轮胎方向偏离规划线方向，激光扫描仪所测的各个立柱到激光扫描仪的距离会大于或小于正常情况下，计算机根据轮胎转向角度，分析数据，可预判轮胎吊在预见范围内若不纠偏继续行走的偏离距离。计算机发出纠偏信号给轮胎吊PLC，参与轮胎吊行走控制，把偏离距离控制在可容忍范围内。
[0006]激光扫描仪除了可以检测到立柱外，还可以检测到对面集装箱的侧面和集装箱之间的缝隙。所以，轮胎吊的纠偏可以通过实时测量对面集装箱侧平面与轮胎吊行车方向的距离和角度来实现。
[0007]由于激光扫描仪可以检测到对面集装箱列，这可作为确定贝位的基础。若立柱安装的距离是集装箱长度，则一个立柱相当于一贝位，这也可作为确定贝位的基础。当轮胎吊到达工作集装箱列，司机通过箱位管理显示器得知当前所在贝位数，按下确定键，计算机记忆当前贝位。或通过吊具开闭锁信号确认提供当前所在贝位数，可免去司机人工确认。以当前贝位作为原点，当轮胎吊继续往前或往后运动时，计算机通过确认键或开闭锁信息记忆当前贝位与激光扫描仪的检测数据得出轮胎吊在行进过程中的贝位数和下一个停车贝位数，获取轮胎吊在堆场内的定位。轮胎吊编码器所提供的行走距离信息可校准贝位，这样可更精确获取贝位数和大车位置。这一工作方法可以取代GPS定位。
[0008]在轮胎吊场内行走过程中，四个安装在轮胎吊门腿上的激光扫描仪实时检测正前后方是否有障碍物。检测范围分为远区、中区和近区。检测到远区车道上有障碍物，计算机视为无障碍，轮胎吊正常行驶；检测到中区车道上有障碍物，计算机发慢速信号给轮胎吊PLC，轮胎吊慢速行驶；检测到近区车道上有障碍物，计算机发警报信号给警报器，发控制信号给轮胎吊PLC停止轮胎吊前行或后退。
[0009]当轮胎吊在大路上行走时，如果轮胎吊的轮胎朝外旋转90度，四个激光扫描仪可用作轮胎吊前后行走防撞。激光扫描仪检测前后方，经过计算机的数据分析，可知轮胎吊前后方在具体距离上是否有障碍物。若障碍物在较远的距离，计算机发出警报指令给警报器，以警示司机慢速。若障碍物在较近的距离，计算机发出停车指令，通过轮胎吊PLC给轮胎吊，轮胎吊停止行走。
[0010]司机驾驶室内的显示器通过图形界面显示轮胎吊当前位置，偏移角度和距离，堆场上集装箱之间缝隙大小等必要信息。
[0011]由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是:实现轮胎吊行走定位，自动纠偏，即使堆场上没有集装箱运可以实现纠偏，自动检测行走路径上的障碍，自动防撞，消除安全隐患，减轻司机疲劳，有效提高场地集装箱轮胎吊的吊运集装箱装卸效率。
【附图说明】
[0012]附图1轮胎吊行走定位纠偏及防撞原理示意图
[0013]附图2 —个轮胎吊和立柱安装立体图
[0014]附图3两个轮胎吊和立柱安装俯视图
[0015]附图中主要部件的符号说明:
[0016](I) 计算机(8) 集装箱
[0017](2) 激光扫描仪(防雨罩内)(9) 小车
[0018](3) 箱位管理显示器(10) 吊具
[0019](4) 警报器(11) 驾驶室
[0020](5) 轮胎吊PLC(12) 车道规划线
[0021](6) 激光检测线(13) 立柱
[0022](7) 轮胎吊(14) 显示器
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，激光扫描仪(2)、箱位管理显示器(3)、警报器⑷、轮胎吊PLC(5)、显示器(14)均和计算机(I)相连。警报器(4)可通过声音或者声光结合或其他方式对轮胎吊司机进行警报。
[0024]如图2所示是一个轮胎吊(7)与立柱(13)的安装立体图，计算机⑴和警报器
(4)均安装在电气室内，显示器(14)安装在司机驾驶室(11)内，司机可以实时了解到轮胎吊(7)在堆场上的位置和偏离角度以及堆场上集装箱(8)之间间距。激光扫描仪(2)分别安装在轮胎吊(7)四个门腿轮胎前轮支架上，能随轮胎转动而转动。立柱(13)安装在轮胎吊(7)背面的过道中心线上，而且立柱(13)处于一条直线上，作为轮胎吊(7)纠偏参考