一种用于集装箱叠放对齐微小偏差的调整方法与流程

本发明属于港口机械的技术领域，具体涉及一种用于集装箱叠放对齐微小偏差的调整方法。

背景技术：

在集装箱码头堆场或货场，集装箱常被叠放在一起存放，有时叠放层数可达九层。集装箱装卸设备在叠放集装箱时，需要将上层集装箱与下层集装箱对齐，否则可能导致集装箱堆倒塌。一般情况下，装卸设备驾驶员通过目测上下层集装箱的对齐情况，凭感觉进行调整，当叠放高度较高时，装卸设备驾驶员距离集装箱较远或视角不佳，操作难度就会加大，对驾驶员的技能要求较高，大大影响集装箱装卸作业效率。而采用激光雷达、摄像机等视觉识别技术，自动测量集装箱叠放时上下层集装箱的相对关系，实现集装箱叠放中方向、前后左右对齐，虽然提高堆垛对齐质量和效率，但该方法需要识别集装箱上的特征点和边缘，这在环境光线条件不佳及有大量集装箱叠放的场地存在很大困难，并且成本高，运算复杂，不利于大范围推广应用。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于集装箱叠放对齐微小偏差的调整方法，解决了现有人工目视识别调整难度大、效率低及现有借助视觉识别技术自动识别调整成本高、运算复杂等的问题。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种用于集装箱叠放对齐微小偏差的调整方法，包括：

步骤一、在吊具的四个顶角的周围均匀对称设置有多个激光测距传感器，多个所述激光测距传感器分为四组，分别用于检测待叠放集装箱的前后左右四面与已叠放集装箱对应的四面的相对位置关系；

步骤二、根据所述的相对位置关系，对所述的待叠放集装箱进行位置调整，以使所述的待叠放集装箱和已叠放集装箱的对应的前后左右四面对齐；

步骤三、控制吊具将待叠放集装箱慢慢下降，放置在已叠放集装箱上面。

进一步，每组所述激光测距传感器均设置有偶数个，平均分成两个部分，对称分布在相邻两个顶角所在的同一面上，通过四组激光测距传感器分别检测所述待叠放集装箱顶面的前后左右四边到已叠放集装箱的顶面的距离，确定所述待叠放集装箱的前后左右四面与已叠放集装箱对应的四面的相对位置关系。

进一步，所述相对位置关系包括前后不对齐、左右不对齐和任一面有旋转，所述前后不对齐设置为仅有负责前面或后面检测的激光测距传感器的检测数据均为示值，负责其余三面检测的激光测距传感器的检测数据均为无穷大；所述左右不对齐设置为仅有负责左面或右面检测的激光测距传感器的检测数据均为示值，负责其余三面检测的激光测距传感器的检测数据均为无穷大；所述任一面有旋转设置为负责所述任一面检测的激光测距传感器的一个部分的检测数据均为无穷大，另一个部分的检测数据均为示值。

进一步，所述位置调整方法包括：

步骤ⅰ、若前后不对齐，则吊具带动待叠放集装箱向检测数据为示值的激光测距传感器所在的面移动，直至负责前面或后面检测的激光测距传感器的检测数据均为无穷大；

步骤ⅱ、若左右不对齐，则吊具带动待叠放集装箱向检测数据为示值的激光测距传感器所在的面移动，直至负责左面或右面检测的激光测距传感器的检测数据均为无穷大；

步骤ⅲ、若任一面有偏转，则吊具带动待叠放集装箱从检测数据为无穷大的激光测距传感器向检测数据均为示值的激光测距传感器做旋转运动，直至负责前后左右四面检测的激光测距传感器的检测数据均为无穷大。

进一步，每个顶角所在的两个面上的激光测距传感器到相应顶角的距离设置在100毫米到500毫米之间且每个激光测距传感器均紧贴吊具设置。

进一步，所述激光测距传感器共设置有八个，每个顶角所在的两个面上各设置有一个。

进一步，所述激光测距传感器的检测光点的直径不大于八毫米，量程不小于五米。

本发明有益的技术效果如下：

1、借助四组激光测距传感器分别检测待叠放集装箱顶面的前后左右四边到已叠放集装箱的顶面的距离，自动识别待叠放集装箱的前后左右四面与已叠放集装箱对应的四面的相对位置关系，根据该相对位置关系，自动调整待叠放集装箱和已叠放集装箱对齐，实现了自动化的集装箱叠放吊装作业。

2、无需视觉系统、图像处理技术，结构简单，运算方便，大大降低了自动化作业的成本，便于应用，有良好的市场推广价值。

附图说明

图1为本发明的整体流程图；

图2为本发明的激光测距传感器在吊具上的位置示意图；

图3为本发明的待叠放集装箱与已叠放集装箱仅前面不对齐的位置示意图，其中粗实线框代表已叠放集装箱；

图4为本发明的待叠放集装箱与已叠放集装箱仅后面不对齐的位置示意图，其中粗实线框代表已叠放集装箱；

图5为本发明的待叠放集装箱与已叠放集装箱仅右面不对齐的位置示意图，其中粗实线框代表已叠放集装箱；

图6为本发明的待叠放集装箱与已叠放集装箱仅左面不对齐的位置示意图，其中粗实线框代表已叠放集装箱；

图7为本发明的待叠放集装箱与已叠放集装箱任一面有偏转的位置示意图，其中粗实线框代表已叠放集装箱；

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

为提高集装箱叠放吊装作业的自动化水平，如图1和2所示，本发明提供了一种用于集装箱叠放对齐微小偏差的调整方法，包括：

步骤一、在吊具的四个顶角的周围均匀对称设置有多个激光测距传感器，多个激光测距传感器分为四组，分别用于检测待叠放集装箱的前后左右四面与已叠放集装箱对应的四面的相对位置关系。

每组激光测距传感器均设置有偶数个，平均分成两个部分，对称分布在相邻两个顶角所在的同一面上，比如2个，每个顶角周围分布一个，通过四组激光测距传感器分别检测待叠放集装箱顶面的前后左右四边到已叠放集装箱的顶面的距离，即可确定待叠放集装箱的前后左右四面与已叠放集装箱对应的四面的相对位置关系。

该相对位置关系包括前后不对齐、左右不对齐和任一面有旋转，其中，前后不对齐设置为仅有负责前面或后面检测的激光测距传感器的检测数据均为示值，负责其余三面检测的激光测距传感器的检测数据均为无穷大；左右不对齐设置为仅有负责左面或右面检测的激光测距传感器的检测数据均为示值，负责其余三面检测的激光测距传感器的检测数据均为无穷大；任一面有旋转设置为负责所述任一面检测的激光测距传感器的一个部分的检测数据均为无穷大，另一个部分的检测数据均为示值。

步骤二、根据上文所述的相对位置关系，利用如下方法，对待叠放集装箱进行位置调整，以使待叠放集装箱和已叠放集装箱的对应的前后左右四面对齐。

具体的位置调整方法包括：

步骤ⅰ、若前后不对齐，如图3和4所示，则吊车带动待叠放集装箱向检测数据为示值的激光测距传感器所在的面移动，直至负责前面或后面检测的激光测距传感器的检测数据均为无穷大；

步骤ⅱ、若左右不对齐，如图5和6所示，则吊具带动待叠放集装箱向检测数据为示值的激光测距传感器所在的面移动，直至负责左面或右面检测的激光测距传感器的检测数据均为无穷大；

步骤ⅲ、若任一面有偏转，如图7所示，则吊具带动待叠放集装箱从检测数据为无穷大的激光测距传感器向检测数据均为示值的激光测距传感器做旋转运动，直至负责前后左右四面检测的激光测距传感器的检测数据均为无穷大。

步骤三、控制吊具将待叠放集装箱慢慢下降，放置在已叠放集装箱上面。

利用本发明的调整方法，偏差肯定是存在的，其大小取决于激光测距传感器的直径和安装间隙。如果激光测距传感器紧贴吊具安装，那么偏差值是激光测距传感器直径的一半，以直径为30毫米的普通激光测距传感器为例，假设其安装间隙距离为5毫米，那么其最大偏差值为20毫米，叠放八层累计的最大偏差值为140毫米。因此，为了提高调整的精度，激光测距传感器应尽量紧贴吊具安装，检测光点的直径不大于8毫米，量程不小于5米，并且每个顶角所在的两个面上的激光测距传感器到相应顶角的距离应设置在100毫米到500毫米之间。

本发明借助四组激光测距传感器分别检测待叠放集装箱顶面的前后左右四边到已叠放集装箱的顶面的距离，自动识别待叠放集装箱的前后左右四面与已叠放集装箱对应的四面的相对位置关系，根据该相对位置关系，自动调整待叠放集装箱和已叠放集装箱对齐，实现了自动化的集装箱叠放吊装作业。同时，无需视觉系统、图像处理技术，结构简单，运算方便，大大降低了自动化作业的成本，便于应用，有良好的市场推广价值。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。