一种集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法及装置与流程

本发明涉及外集装箱卡车锁扣定位，具体涉及一种集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法及装置。

背景技术：

1、目前码头集装箱装卸堆场，轨道吊全自动化装卸作业中，针对外集装箱卡车，轨道吊吊具与外集装箱卡车的精准定位没有有效的简易精准的测量方法。

2、相关技术中，激光扫描测距仪都是跟随着龙门轨道龙门运动，对激光扫描测距仪的高度进行一定的限定，但是集装箱卡车的高低不一锁孔位置不一，外加上扫描仪的精度缺陷，因此无法准确测量外集卡拖车的锁头，且激光扫描测距仪跟随龙门轨道龙门运动会发生晃动，影响定位结构，在这种技术中，依靠大车移动进入外集卡交互区对集卡进行一次扫描过程，来分析定位集卡位置，据不完全统计全自动着箱成功率只有50％。也有相关技术采取自动升降装置和自动倾斜调节装置对激光扫描测距仪进行调节，虽然摆脱了激光扫描测距仪与龙门轨道龙门运动的局限性，但是由于激光扫描测距仪安装位置一直在调整与吊具位置的相对关系不固定，对集卡拖车锁头的定位效果无法达到期望，且这种技术会耗费大量的调节时间，目前对外集装箱卡车还没有有效的检测方法解决外来集卡在自动化装卸作业中的集装箱锁头的精确定位的方法。

技术实现思路

1、根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法及装置，通过外设支杆且在支杆上设置3d激光扫描仪，进行防抖，从而能够根据获取的类型确定集卡激光点云图像中对应的集卡中各个锁头之间的相对距离，根据第一锁头和第二锁头的的坐标位置判断其他锁头相对于吊装系统的坐标位置。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法，包括以下步骤：

4、获取多辆集卡的多张激光点云图像，建立集卡激光点云图像数据库；

5、在目标码头集装箱堆场的停车车道旁设置支杆，在所述支杆离地面5～10m处设置3d激光扫描仪，通过标定获取所述3d激光扫描仪相对于吊装系统的坐标位置，所述吊装系统包括吊具；

6、建立锁头位置确定模型，其中，通过机器学习获取集卡激光点云图像中对应的集卡的类型，检测出集卡激光点云图像中的第一锁头和第二锁头，通过3d激光扫描仪检测所述第一锁头和所述第二锁头分别与3d激光扫描仪的距离，结合3d激光扫描仪相对于吊装系统的坐标位置获取所述第一锁头和所述第二锁头相对于吊装系统的坐标位置，根据获取的集卡的类型确定集卡激光点云图像中对应的集卡中各个锁头之间的相对距离，根据所述第一锁头和所述第二锁头的的坐标位置判断其他锁头相对于吊装系统的坐标位置；

7、在目标堆场内，通过3d激光扫描仪扫描该停车车道，当检测到目标集卡停止在集卡停靠线上一段时间后，使3d激光扫描仪转动扫描该停车车道内的目标集卡的轮廓且获取该目标集卡的激光点云图像，通过锁头位置确定模型获取该目标集卡各个锁头相对于吊装系统的坐标位置，协调plc控制吊具精准装卸集装箱。

8、进一步地，调节所述3d激光扫描仪的扫描方向，使所述3d激光扫描仪的扫描方向与集卡的托盘有一定夹角。

9、进一步地，在所述支杆离地面5～10m处设置转动电机，所述转动电机的输出轴上设置2d激光扫描仪形成3d扫描仪。

10、进一步地，在锁头位置确定模型中，3d激光扫描仪转动扫描该停车车道内的目标集卡的轮廓，完成托盘数据提取后，3d激光扫描仪朝集卡车头旋转，通过机器学习的方式获取车头的特征，结合3d激光扫描仪相对于吊装系统的坐标位置获取车头的轮廓相对于吊装系统的坐标位置，确定车头保护区域。

11、进一步地，在业务逻辑层设置位置车头保护区域，吊装系统控制吊具进入位置车头保护区域会报警对吊具进行制动处理。

12、进一步地，将20ft集卡、40ft集卡和45ft集卡的图像标注后分别设置成标准a类、标准b类和标准c类加入到标准模型库中，当检测到不属于标准a类、标准b类和标准c类的非标集卡时，会根据系统手动作业着箱数据标定超类a1的模型，加入标准模型库。

13、进一步地，在目标集卡进入停车车道的过程中，目标集卡的坐标位置变换，3d激光扫描仪停止转动，直到目标集卡停靠在集卡停靠线上超过一段时间后，3d激光扫描仪转动扫描。

14、进一步地，在目标堆场内设有多条所述停车车道，每两个所述停车车道共用一个所述支杆，所述支杆设在该两个所述停车车道之间。

15、一种集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱装置，设置在码头集装箱堆场，包括：

16、集卡停靠线，设置在该停车车道内；

17、支杆，设置在一个所述停车车道旁；

18、转动电机，固定在所述支杆上；

19、吊装系统，包括吊具；

20、3d激光扫描仪，设置在所述支杆上且面向该停车车道设置，其离地面高度5～10m，其扫描该停车车道，当发现集卡停靠一段时间后，扫描该停车车道内的集卡的轮廓，获取集卡的激光点云图像；

21、锁头位置确定模型建立模块，用于通过机器学习获取集卡激光点云图像中对应的集卡的类型，检测出集卡激光点云图像中的第一锁头和第二锁头，通过3d激光扫描仪检测所述第一锁头和所述第二锁头分别与3d激光扫描仪的距离，结合3d激光扫描仪相对于吊装系统的坐标位置获取所述第一锁头和所述第二锁头相对于吊装系统的坐标位置，根据获取的集卡的类型确定集卡激光点云图像中对应的集卡中各个锁头之间的相对距离，根据所述第一锁头和所述第二锁头的的坐标位置判断其他锁头相对于吊装系统的坐标位置。

22、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

23、本发明提供的一种集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法及装置，直接外设支杆，且在支杆离地面5～10m处设置3d激光扫描仪，能够保证3d激光扫描仪扫描到停车车道上的整个目标集卡，且防止3d激光扫描仪抖动，影响集卡锁头的扫描。

24、本发明提供的一种集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法及装置，针对于现有的集卡中，集卡通常分为20ft集卡、40ft集卡和45ft集卡，每种集卡的锁头的位置是固定的情况，可以通过获取相对于集卡对称的第一锁头的位置和第二锁头的位置，判断其他锁头的位置，因此本发明建立了锁头位置确定模型。

技术特征：

1.一种集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法，其特征在于：

9.一种集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱装置，设置在码头集装箱堆场，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种集装箱自动化装卸作业外集卡自动着箱方法及装置，包括建立集卡激光点云图像数据库，在目标码头集装箱堆场的停车车道旁设置支杆，在支杆上设置3D激光扫描仪，通过标定获3D激光扫描仪仪相对于吊装系统的坐标位置，建立锁头位置确定模型，通过机器学习获取集卡激光点云图像中对应的集卡的类型，通过目标检测算法检测出集卡激光点云图像中的第一锁头和第二锁头，获取第一锁头和第二锁头相对于吊装系统的坐标位置，根据获取的类型确定集卡激光点云图像中对应的集卡中各个锁头之间的相对距离，判断其他锁头相对于吊装系统的坐标位置，本发明能够准确获取集卡的各个锁头位置，方便吊装集装箱。

技术研发人员：童捷,陈卓
受保护的技术使用者：武汉川丰软件技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13