本发明涉及码头控制系统及方法，更具体地说，涉及一种岸桥智能对箱系统及方法。
背景技术：
随着全球经济的高速发展，港口贸易已经成为一个国家或地区经济发展的重要组成部分。所以，提升港口作业效率势在必行。
传统岸桥的作业过程都是依靠人为控制吊具进行抓、放箱作业。码头司机在中控室一个人可远程操控多台岸桥，但其大车换贝是依据海侧下横梁上20/40/45尺刻度线在显示屏上对称画4条线，根据线的对称性来进行大车对位，但由于摄像头无法保证百分百安装水平，显示器线与实际情况不可能保持相同，导致精确度不高，不可避免的造成了效率上的低下。但是由于长时间作业司机疲劳等原因，经常会出现吊具撞箱或砸箱事故，这不仅降低了现场作业的效率，而且有极大的安全隐患。
在传统的岸桥装卸集卡作业中，集卡司机只能凭人工经验停靠集卡，经常出现集卡和岸桥吊具之间装卸误差值较大，集卡司机不得不反复地调整集卡位置直到岸桥吊具能够进行装卸箱为止，降低了集卡和岸桥的工作效率。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的集卡和岸桥工作效率低的问题，本发明的目的是提供一种岸桥智能对箱系统及方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种岸桥智能对箱系统，包括桥吊、扫描装置、集卡引导显示牌、控制器和plc。其中，桥吊包括沿轨道运行的小车，小车下方设有吊具，桥吊的左右联系梁的中间位置各安装一个扫描装置，在桥吊的四个门腿上分别设有集卡位置显示牌。扫描装置和集卡位置显示牌均连接至控制器，一个控制器控制一个扫描装置，其中右侧联系梁的控制器通过光纤与左联系梁的控制器相连，然后左联系梁的控制器进一步连接plc，左联系梁的控制器控制连接右侧门腿海、陆侧的两个集卡位置显示牌，右联系梁的控制器控制连接左侧门腿海、陆侧的两个集卡位置显示牌。扫描装置实时检测集卡或拖车的位置并由控制器进行数据处理，与plc通讯，并通过控制器控制集卡位置显示牌的显示，引导集卡到达正确位置。
进一步地，控制器根据扫描数据计算集卡中心相对于车道中心的偏移量，并通过控制器校准小车的位置。
进一步地，控制器根据扫描数据计算集卡的倾角，并通过plc校准吊具的倾角。
进一步地，扫描装置为3d激光扫描器。
进一步地，集卡位置显示牌包括当前工作车道号、显示距离和方向的显示模块。
为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：
一种岸桥智能对箱方法，其特征在于，包括：在桥吊的左右联系梁的中间位置各安装一个扫描装置，在桥吊的四个门腿上分别设有集卡位置显示牌；扫描装置和集卡位置显示牌均连接至控制器，一个控制器控制一个扫描装置，其中右侧联系梁的控制器通过光纤与左联系梁的控制器相连，然后左联系梁的控制器进一步连接plc；左联系梁的控制器控制连接右侧门腿海陆侧的两个集卡位置显示牌，右联系梁的控制器控制连接左侧门腿海陆侧的两个集卡位置显示牌；扫描装置实时检测集卡或拖车的位置并由控制器进行数据处理，与plc通讯，并通过控制器控制集卡位置显示牌的显示，引导集卡到达正确位置。
进一步地，根据扫描数据计算集卡中心相对于车道中心的偏移量，并校准小车的位置。
进一步地，根据扫描数据计算集卡的倾角，并校准吊具的倾角。
在上述技术方案中，本发明的岸桥智能对箱系统及方法通过激光器检测集卡或拖车的位置信息并进行实时数据处理，在集卡位置显示牌上实时显示与正确停靠位置在大车方向上的距离偏差值，引导集卡司机向前、向后移动集卡，快速、准确地停靠到正确停靠位置，极大的提高了岸桥的工作效率；实时检测集卡或集装箱相对于车道中心线的偏移量以及倾角，从而调整小车的位置和吊具倾角，从而实现智能对箱的功能。
附图说明
图1是本发明的硬件安装位置示意图；
图2是本发明的系统结构图；
图3是集卡位置显示牌显示状态图；
图4是本发明的方法流程图；
图5是本发明一实施例的装船流程图；
图6是本发明一实施例的卸船流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
参照图1和图2，本发明首先公开一种岸桥智能对箱系统，其主要的硬件设备包括桥吊1、扫描装置2、集卡位置显示牌3、控制器4和plc5。作为本发明的一种实施方式，扫描装置2包括左侧3d激光器21和右侧3d激光器22，控制器4包括左连系梁的控制器和右连系梁的控制器，但上述选择仅仅作为本发明的一种实施方式，而并非本发明的限制。
如图1和图2所示，桥吊1包括沿轨道运行的小车，小车下方设有吊具。桥吊左右联系梁的中间位置各安装一个3d激光扫描仪，即分别是左侧3d激光器21和右侧3d激光器22。在桥吊的四个门腿上分别设有集卡位置显示牌3，具体来说，根据门腿的位置，集卡位置显示牌3分别位于右侧海侧门腿、右侧陆侧门腿、左侧海侧门腿、左侧陆侧门腿。扫描装置2和集卡位置显示牌3均连接至控制器4，一个控制器4控制一个扫描装置2，其中右侧联系梁的控制器通过光纤与左联系梁的控制器相连，然后左联系梁的控制器进一步连接plc5。其中左联系梁的控制器控制连接右侧门腿海陆侧的两个集卡位置显示牌，右联系梁的控制器控制连接左侧门腿海陆侧的两个集卡位置显示牌。
作为本发明的控制方式，控制器4根据扫描装置2的扫描数据，进行以下数据处理：
1.计算集卡的位置，并通过控制器4控制集卡位置显示牌3的显示。
2.计算集卡中心相对于车道中心的偏移量，并将数据传给plc，通过plc校准小车的位置。
3.计算集卡的倾角，并将数据传给plc，通过plc校准吊具的倾角。
如图3所示，集卡位置显示牌3包括当前工作车道号、显示距离和方向的显示模块31、32、33。集卡位置显示牌3安装在桥吊的四个门腿处，由作业车道号(模块31)、距离显示(模块32)和方向显示(模块33)组成。
模块31表示集卡的工作车道，例如图3的“5”表示当前集卡应当进入5号车道。模块32有两种显示方式：数字和红灯。数字表示集卡需要移动的距离，例如模块32显示99，则表示集卡移动99cm。模块32若亮红灯，表示集卡位置正确。模块33有两种显示方式：箭头和绿灯。箭头向上，表示集卡需要前进，箭头向下，表示集卡需要后退，绿灯亮起，表示当前车道空闲，绿灯闪烁，表示集卡可以离开。
岸桥智能对箱系统首先从司机室远程控制界面获得集卡引导任务信息，任务信息包括集卡作业车道号、集卡驶入方向、20尺箱子位置等信息。司机室远程控制界面嵌入在岸桥司机室内故障显示器或桥吊半自动集卡引导系统触摸屏，由作业车道号、启动/停止和工作状态指示灯组成。状态指示灯用来实时显示系统工作状态。当集卡驶入工作车道，系统正在检测和引导时，状态指示灯为绿灯；当集卡或拖车到达正确位置后，状态指示灯为红灯；吊具完成装箱/卸箱并升到指定高度后，状态指示灯熄灭，系统处于空闲状态；若系统设备发生故障，则状态指示灯为黄灯。
参照图4，本发明还公开一种对应上述系统的岸桥智能对箱方法，主要包括以下步骤：
s1：在桥吊左右联系梁的中间位置各安装一个3d激光扫描仪，在桥吊的四个门腿上分别设有集卡位置显示牌。
s2：扫描装置和集卡位置显示牌均连接至控制器，一个控制器控制一个扫描装置，其中右侧联系梁的控制器通过光纤与左联系梁的控制器相连，然后左联系梁的控制器进一步连接plc。
s3：扫描装置实时检测集卡或拖车的位置并由控制器进行数据处理，与plc通讯，并通过控制器控制集卡位置显示牌的显示，引导集卡到达正确位置。
s4：司机在司机室远程控制台上选择工作车道，3d激光扫描仪会对工作车道进行扫描。
s5：控制器根据扫描数据计算集卡中心相对于车道中心的偏移量，从而校准半自动作业时小车的位置。
s6：控制器根据扫描数据计算集卡的倾角，并通过plc校准吊具的倾角。
下面通过两个实施例来进一步说明上述控制方法。
如图5所示为装船流程，包括以下步骤：
s51：系统进入待命状态。
s52：集卡带箱进入作业区。此时，司机在司机室远程控制界面上选择工作车道，3d激光扫描仪会对工作车道进行扫描。
s53：根据3d激光扫描仪的扫描数据，岸桥智能对箱系统实时计算集卡或拖车的位置，并控制集卡位置显示牌显示引导信息，来引导集卡停到正确位置。例如：显示牌提示集卡向前99cm。
s54：显示牌提醒集卡缓慢向前。
s55：集卡到达正确位置。
当集卡到达正确位置后，本发明的系统根据3d激光扫描仪扫描的数据，检测出集卡中心相对于车道中心的偏移量，从而校准半自动作业时小车的位置，保证小车停在集卡的正上方。控制器会根据扫描数据计算集卡的倾角，并通过plc校准吊具的倾角，从而实现智能对箱功能。
s56：完成抓箱操作，吊具提起。
s57：提示集卡可以离开。
s58：集卡空车离开。
如图6所示为卸船流程，包括以下步骤：
s61：系统进入待命状态。
s62：集卡空箱进入作业区。此时，司机在司机室远程控制台上选择工作车道，3d激光扫描仪会对工作车道进行扫描。
s63：根据3d激光扫描仪的扫描数据，岸桥智能对箱系统实时计算集卡或拖车的位置，并控制集卡位置显示牌显示引导信息，来引导集卡停到正确位置。例如：显示牌提示集卡向前99cm。
s64：显示牌提醒集卡缓慢向前。
s65：集卡到达正确位置。
当集卡到达正确位置后，本发明的系统根据3d激光扫描仪扫描的数据，检测出集卡中心相对于车道中心的偏移量，从而校准半自动作业时小车的位置，保证小车停在集卡的正上方。控制器会根据扫描数据计算集卡的倾角，并通过plc校准吊具的倾角，从而实现智能对箱功能。
s66：完成放箱操作，吊具提起。
s67：提示集卡可以离开。
s68：集卡带箱离开。
综上所述，本发明的系统和方法能够解决以下技术问题：
1.检测工作车道上驶入集卡。
2.实时检测集卡位置，引导集卡到正确位置。
3.实现集卡或集装箱的位置检测功能
4.实现集卡或集装箱的倾角检测功能。
5.实现司机室远程控制功能。
此外，本发明的系统通过以上的技术方案，在集卡位置显示牌上实时显示与正确停靠位置在大车方向上的距离偏差值，引导集卡司机向前、向后移动集卡，快速、准确地停靠到正确停靠位置，极大的提高了岸桥的工作效率；实时检测集卡或集装箱相对于车道中心线的偏移量以及倾角，从而调整小车的位置和吊具倾角，从而实现智能对箱的功能。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。