专利名称：装船机自动作业图形化表现方法及表现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及装船机自动作业的控制界面，更具体地说，涉及一种装船机自动作业图形化表现方法及表现装置。
背景技术：
全球贸易一体化的发展促进了全球范围内对散料运输的需求，随之而来的，是对大型、高效的散货自动装卸船机的需求。在散料装船方式中，由于现场环境的限制，加之检测手段的不足，大多是以人工操作为主，现场作业不仅要求司机室有司机进行操作，同时还需要号手在现场配合装船作业。作业基本依据于人工操作，人员素质不一样，需要一定的培训，同时容易产生视觉疲劳，作业效率不高，且操作成本比较大。国内外对装船自动化的研制开发一直没有停止过，但分析以往的装船机全自动系统，在监控操作上很少从人性角度考虑，大多侧重于设备的考虑，这样，就会由于操作不便的原因而大大消弱自动化的过程。
于是，就需要一种新型的装船机自动作业的操作界面。
发明内容
本发明旨在提供一种新型的装船机自动作业的操作界面，以方便自动操作。
根据本发明的第一方面，提供一种装船机自动作业图形化表现方法，包括提供一图形化的装船机自动作业过程图像；在所述图像中提供一登陆界面，供用户登陆；当侦测到需要装载的船只靠近装船机，并且经过保存在装船作业数据库中的预定装船作业数据的身份验证后，提供一船舱图像，其中，所述船舱图像与所述需要装载的船只的船舱尺寸及形状相关；在自动装船作业过程中，提供动态的物位装船图像；在自动装船作业过程中，还提供动态的装船机的作业机构的运作图像，其中，在所述动态的物位装船图像和所述动态的装船机的作业机构的运作图像之间能进行切换；当船舱内的物位量达到预定量时，提供一终止自动装船信息。
根据一实施例，所述动态的物位装船图像包括至少2个角度的物位装船图像，所述动态的装船机的作业机构的运作图像包括至少2个角度的作业机构的运作图像。其中，所述至少2个角度的物位装船图像包括俯视角度和侧视角度的物位装船图像，显示物位在船舱中的水平位置和物位高度。而所述至少2个角度的作业机构的运作图像包括俯视角度和侧视角度的作业机构的运作图像，显示作业机构的装船过程。
根据一实施例，该作业机构包括自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒，所述提供动态的作业机构的运作图像包括提供自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒的图形以及它们的运作过程。
其中，提供动态的作业机构的运作图像包括提供溜筒伸缩图像、臂架皮带机伸缩图像、臂架仰起及放下图像、臂架旋转至旋转锚定位图像、大车运动至码头锚定位图像。
根据一实施例，该图形化表现方法还包括提供一监视装置监视所述装船机的作业机构并获取监视图像；处理所述监视图像得到监视信息；其中，所述动态的物位装船图像和作业机构的运作图像基于装船作业数据库中的预定数据与监视信息而生成。
根据本发明的另一方面，提供一种装船机自动作业图形化表现装置，用于一装船机对船只进行自动装船作业，该图像化表现装置包括图像生成装置，生成装船机自动作业过程图像，以及在侦测到需要装载的船只靠近装船机，并且经过保存在装船作业数据库中的预定装船作业数据的身份验证后，还生成一船舱图像，该船舱图像与所述需要装载的船只的船舱尺寸及形状相关；登陆界面生成装置，在所述图像中提供一登陆界面，供用户登陆；动态图像生成装置，在自动装船作业过程中，生成动态的物位装船图像以及动态的装船机的作业机构的运作图像，其中，动态图像生成装置提供在所述动态的物位装船图像和所述动态的装船机的作业机构的运作图像之间进行切换的能力；终止信息生成装置；当船舱内的物位量达到预定量时，生成一终止自动装船信息。
根据一实施例，所述动态图像生成装置生成至少2个角度的物位装船图像和至少2个角度的作业机构的运作图像。所述至少2个角度的物位装船图像包括俯视角度和侧视角度的物位装船图像，显示物位在船舱中的水平位置和物位高度。以及，所述至少2个角度的作业机构的运作图像包括俯视角度和侧视角度的作业机构的运作图像，显示作业机构的装船过程。
其中，所述作业机构包括自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒，所述动态图像生成装置生成的动态的作业机构的运作图像包括自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒的图形以及它们的运作过程。其中，所述动态图像生成装置生成的动态的作业机构的运作图像包括溜筒伸缩图像、臂架皮带机伸缩图像、臂架仰起及放下图像、臂架旋转至旋转锚定位图像、大车运动至码头锚定位图像。
根据一实施例，该图形化表现装置，还包括监视装置，监视所述装船机的作业机构并获取监视图像；监视图像处理装置，处理所述监视图像得到监视信息；其中，所述动态图像生成装置基于装船作业数据库中的预定数据与监视信息而生成动态的物位装船图像以及动态的装船机的作业机构的运作图像。
采用本发明的技术方案，可实时地提供装船机运作的图像，逼真反映舱内装载状况和装船机构在船舱内的相对位置，本发明提供了装船机自动作业的图形化表现形式，能通过及时地信息反馈保证作业的精确性和安全性。
在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中，图1是可实现本发明的装船机自动作业控制方法的流程图；图2是根据本发明的一实施例的装船机自动作业图形化表现方法的流程图；图3是根据本发明的一实施例的装船机自动作业图形化表现装置的结构图；图4A-4D是根据本发明的一实施例中，图像化表现方法及装置所提供的操作界面实例。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例进一步描述本发明的技术方案。
首先介绍一下可实现本发明的图形化表现方法和装置的一种装船机自动作业控制方法，该方法用于通用的装船机上，一般而言，装船机包括如下的结构自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒，对于本领域的技术人员来说，应当理解这里所述的装船机包括任何一种现有的装船机。
参考图1，图1所示的装船机自动作业控制方法100包括102.建立一预定装船作业数据库，并在该数据库中保存预定的装船作业数据。根据本发明的实施例，该数据库中包括如下的数据需要装载的船只的信息，该需要装载的船只的信息至少包括船只身份信息、至少包括舱口的尺寸和形状的舱口信息、较佳的，该需要装载的船只的信息还包括船只长度、船只宽度、船只深度、船只吨位、舱位数量；在该数据库中还包括如下的数据作业方式、作业轨迹、装载量。
104.侦测到需要装载的船只靠近装船机，利用预定的装船作业数据对该船只进行身份验证。根据一实施例，该步骤是利用数据库中储存的需要装载的船只的信息进行身份验证。
106.通过身份验证，指示装船机开始自动装船作业。
108.侦测需要装载的船只的舱口尺寸及形状，与预定装船作业数据进行比较，当尺寸及形状的误差不大于一预定门限值时，开始装船作业；如果误差大于预定门限值，则中止装船作业。在一实施例中，该步骤将侦测获得的舱口的尺寸及形状与预定的舱口尺寸和形状进行比较。较佳的，该舱口的尺寸及形状以图形化的形式表示，并且，预定的门限制可设定为，形状符合，尺寸相差在5％以内。
110.根据预定的装船作业数据，控制装船机对应的作业机构按照预定的作业轨迹进行装船作业，以及，在装船作业的过程中，监视作业机构与船舱的相对位置，防止作业机构与船舱发生碰撞并维持作业机构按照预定的作业轨迹作业。在一实施例中，该步骤利用数据库中保存的装船作业数据还包括作业方式、作业轨迹，根据检测到的舱内物位情况，按预先设定好的作业轨迹，控制运动大车机构、旋转机构、和伸缩皮带机构，改变落料地点；根据溜筒跟舱内物位的相对距离，自动升降溜筒。根据一实施例，通过安装在装船机臂架上的监控装置，比如摄像机来进行检测。
112.侦测船舱的物位量，当船舱内的物位量达到预定量时，中止自动装船作业，向装船机发出结束指令。根据一实施例，该步骤利用预定装船作业数据库中保存的装载量信息，当舱内的物位量达到预定的装载量时，中止自动装船作业，并向装船机发出结束指令，侦测船舱的物位量同样可以使用安装在装船机臂架上的监控装置实现。一般，当物量达到船舱容量的90％时，将认为自动装船作业结束。根据一实施例，向装船机发出结束指令还包括装船机执行下列操作，溜筒缩回、臂架皮带机缩回、臂架仰起、旋转至旋转锚定位、大车运动至码头锚定位。
在应用上述的控制方法100的一操作实例中，可以在自动装船的同时结合人工的监控放置控制器的中控室根据作业计划(由作业数据库中的各数据组成，也可保存在作业数据库中)，知道什么时候、在哪个泊位、会来一条什么样的船(船只长宽深、船舱大小、舱口数量、吨位等等)、计划装载量是多少。根据作业计划，中控室把指令下达给指定的装船机。中控室在操作软件上登陆确定身份之后，全自动装船进行准备，固定在装船机臂架上的检测装置自动测绘并且形成舱口尺寸，再把这个舱口尺寸的数据传送至中控室或机上。控制器读取此时的作业计划，同时在中控室把这个舱口尺寸的数据跟数据库中调出的船舱舱口数据自动进行比较。如无大的误差即可通过，否则发出错误警示，退出本次操作并将信息反馈至中控室，等待人工干预。相符后操作界面上数据相符指示灯亮，提示此时数据以匹配，进行下一步操作。根据作业计划提供的信息，自动选择装船机此时的作业方式和作业轨迹。同时通过码头前沿闭路摄像系统和中控室内的显示屏幕，确认船只已经靠泊在指定的泊位，确认装船机上设备一切正常，操作界面系统正常指示灯亮，提示装船自动作业已准备完毕，此时控制器的程序自动询问是否要进行自动装船。中控室确定向装船机发出操作命令，装船机执行命令，按照软件设置的作业轨迹自动移动相应的机械设备至指定点。检测装置同时也计算出了溜筒在舱口平面内跟舱口四周边沿的相对位置关系以供软件自动判断是否实在安全作业范围内(装船机上也装有摄像机，中控室可以通过捕捉视频画面来佐证溜筒跟船舱四周边沿的相对位置。装船机的臂架旋转和溜筒上也装有防止碰撞的检测装置，二重保险作业安全)。根据检测到的舱内物位情况，按预先设定好的轨迹，自动运行大车机构、旋转机构、和伸缩皮带机构，改变落料地点；根据溜筒跟舱内物位的相对距离，自动升降溜筒；根据舱内物位跟船舱上沿的距离来决定何时结束自动装船流程，并根据作业需求决定是否开始人工手动填仓。全自动装船过程中，操作界面中“自动装船中”按钮亮。作业过程中，运行人工根据现场情况进行作业干预，在确认操作正常后，可继续自动化作业进行。装船结束后，自动将作业结束信息反馈至中控室，中控室向装船机发出“退出作业”命令，装船机自动执行溜筒缩回—臂架皮带机缩回—臂架仰起—旋转至旋转锚定位—大车运动至码头锚定位。
本发明所提供的装船机自动作业图形化表现方法可应用于上述的控制方法100，参考图2所示，该方法200包括202.提供一图形化的装船机自动作业过程图像，该自动作业过程图像可参考图4A-4D所示。
204.在图像中提供一登陆界面，供用户登陆，用户登录的界面可参考图4A所示，可常用的登录界面类似，本发明的登录界面也是通过输入用户名和密码的形式来进行登录。
206.当侦测到需要装载的船只靠近装船机，并且经过保存在装船作业数据库中的预定装船作业数据的身份验证后，提供一船舱图像，其中，船舱图像与需要装载的船只的船舱尺寸及形状相关。
208.在自动装船作业过程中，提供动态的物位装船图像。参考图4B所示，动态的物位装船图像包括至少2个角度的物位装船图像，在该实施例中，该至少2个角度的物位装船图像包括俯视角度和侧视角度的物位装船图像，显示物位在船舱中的水平位置和物位高度。
210.在自动装船作业过程中，还提供动态的装船机的作业机构的运作图像。参考图4C所示，动态的装船机的作业机构的运作图像包括至少2个角度的作业机构的运作图像。根据一实施例，该至少2个角度的作业机构的运作图像包括俯视角度和侧视角度的作业机构的运作图像，显示作业机构的装船过程。在一个实施例中，装船机的作业机构包括自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒，该提供动态的作业机构的运作图像包括提供自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒的图形以及它们的运作过程。更具体而言，提供动态的作业机构的运作图像包括提供溜筒伸缩图像、臂架皮带机伸缩图像、臂架仰起及放下图像、臂架旋转至旋转锚定位图像、大车运动至码头锚定位图像。
根据一实施例，该方法可在动态的物位装船图像和动态的装船机的作业机构的运作图像之间能进行切换，即可在图4B和图4C之间进行切换。
212.当船舱内的物位量达到预定量时，提供一终止自动装船信息。根据一实施例，当终止自动作业之后，会提供终止自动装船的信息，如图4D所示，此外，还会转入手动作业的模式。
根据本发明的一实施例，动态的物位装船图像和作业机构的运作图像是来自于动态采集的船舱及物位图像，该方法200还包括214.提供一监视装置监视装船机的作业机构并获取监视图像，处理监视图像得到监视信息；其中，动态的物位装船图像和作业机构的运作图像基于装船作业数据库中的预定数据与监视信息而生成。
本发明还提供一种装船机自动作业图形化表现装置，参考图3所示，该装置用于一装船机对船只进行自动装船作业，该图像化表现装置300包括图像生成装置302，生成装船机自动作业过程图像，该自动作业过程图像可参考图4A-4D所示。该图像生成装置300还在侦测到需要装载的船只靠近装船机，并且经过保存在装船作业数据库中的预定装船作业数据的身份验证后，还生成一船舱图像，该船舱图像与需要装载的船只的船舱尺寸及形状相关。
登陆界面生成装置304，在图像中提供一登陆界面，供用户登陆。用户登录的界面可参考图4A所示，可常用的登录界面类似，本发明的登录界面也是通过输入用户名和密码的形式来进行登录。
动态图像生成装置306，在自动装船作业过程中，生成动态的物位装船图像以及动态的装船机的作业机构的运作图像，其中，动态图像生成装置306提供在动态的物位装船图像和动态的装船机的作业机构的运作图像之间进行切换的能力。根据一实施例，动态的物位装船图像包括至少2个角度的物位装船图像，比如，该至少2个角度的物位装船图像包括俯视角度和侧视角度的物位装船图像，显示物位在船舱中的水平位置和物位高度。动态的物位装船图像可参考图4B所示。动态的装船机的作业机构的运作图像包括至少2个角度的作业机构的运作图像。根据一实施例，该至少2个角度的作业机构的运作图像包括俯视角度和侧视角度的作业机构的运作图像，显示作业机构的装船过程。在一个实施例中，装船机的作业机构包括自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒，该提供动态的作业机构的运作图像包括提供自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒的图形以及它们的运作过程。更具体而言，提供动态的作业机构的运作图像包括提供溜筒伸缩图像、臂架皮带机伸缩图像、臂架仰起及放下图像、臂架旋转至旋转锚定位图像、大车运动至码头锚定位图像。动态的装船机的作业机构的运作图像可参考图4C所示。
终止信息生成装置308，当船舱内的物位量达到预定量时，生成一终止自动装船信息。根据一实施例，当终止自动作业之后，会提供终止自动装船的信息，如图4D所示，此外，还会转入手动作业的模式。
根据本发明的一实施例，动态的物位装船图像和作业机构的运作图像是来自于动态采集的船舱及物位图像，该装置300还包括监视装置310，监视装船机的作业机构并获取监视图像；监视图像处理装置312，处理监视图像得到监视信息；其中，动态图像生成装置306基于装船作业数据库中的预定数据与监视信息而生成动态的物位装船图像以及动态的装船机的作业机构的运作图像。
采用本发明的技术方案，可实时地提供装船机运作的图像，逼真反映舱内装载状况和装船机构在船舱内的相对位置，本发明提供了装船机自动作业的图形化表现形式，能通过及时地信息反馈保证作业的精确性和安全性。
权利要求
1.一种装船机自动作业图形化表现方法，包括提供一图形化的装船机自动作业过程图像；在所述图像中提供一登陆界面，供用户登陆；当侦测到需要装载的船只靠近装船机，并且经过保存在装船作业数据库中的预定装船作业数据的身份验证后，提供一船舱图像，其中，所述船舱图像与所述需要装载的船只的船舱尺寸及形状相关；在自动装船作业过程中，提供动态的物位装船图像；在自动装船作业过程中，还提供动态的装船机的作业机构的运作图像，其中，在所述动态的物位装船图像和所述动态的装船机的作业机构的运作图像之间能进行切换；当船舱内的物位量达到预定量时，提供一终止自动装船信息。
2.如权利要求1所述的图形化表现方法，其特征在于，所述动态的物位装船图像包括至少2个角度的物位装船图像，所述动态的装船机的作业机构的运作图像包括至少2个角度的作业机构的运作图像。
3.如权利要求2所述的图形化表现方法，其特征在于，所述至少2个角度的物位装船图像包括俯视角度和侧视角度的物位装船图像，显示物位在船舱中的水平位置和物位高度。
4.如权利要求2所述的图形化表现方法，其特征在于，所述至少2个角度的作业机构的运作图像包括俯视角度和侧视角度的作业机构的运作图像，显示作业机构的装船过程，其中，所述作业机构包括自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒，所述提供动态的作业机构的运作图像包括提供自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒的图形以及它们的运作过程。
5.如权利要求4所述的图形化表现方法，其特征在于，提供动态的作业机构的运作图像包括提供溜筒伸缩图像、臂架皮带机伸缩图像、臂架仰起及放下图像、臂架旋转至旋转锚定位图像、大车运动至码头锚定位图像。
6.如权利要求1所述的图形化表现方法，其特征在于，提供一监视装置监视所述装船机的作业机构并获取监视图像；处理所述监视图像得到监视信息；其中，所述动态的物位装船图像和作业机构的运作图像基于装船作业数据库中的预定数据与监视信息而生成。
7.一种装船机自动作业图形化表现装置，其特征在于，用于一装船机对船只进行自动装船作业，该图像化表现装置包括图像生成装置，生成装船机自动作业过程图像，以及在侦测到需要装载的船只靠近装船机，并且经过保存在装船作业数据库中的预定装船作业数据的身份验证后，还生成一船舱图像，该船舱图像与所述需要装载的船只的船舱尺寸及形状相关；登陆界面生成装置，在所述图像中提供一登陆界面，供用户登陆；动态图像生成装置，在自动装船作业过程中，生成动态的物位装船图像以及动态的装船机的作业机构的运作图像，其中，动态图像生成装置提供在所述动态的物位装船图像和所述动态的装船机的作业机构的运作图像之间进行切换的能力；终止信息生成装置，当船舱内的物位量达到预定量时，生成一终止自动装船信息。
8.如权利要求7所述的图形化表现装置，其特征在于，所述动态图像生成装置生成至少2个角度的物位装船图像和至少2个角度的作业机构的运作图像。
9.如权利要求8所述的图形化表现装置，其特征在于，所述至少2个角度的物位装船图像包括俯视角度和侧视角度的物位装船图像，显示物位在船舱中的水平位置和物位高度。
10.如权利要求8所述的图形化表现装置，其特征在于，所述至少2个角度的作业机构的运作图像包括俯视角度和侧视角度的作业机构的运作图像，显示作业机构的装船过程，其中，所述作业机构包括自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒，所述动态图像生成装置生成的动态的作业机构的运作图像包括自动运动大车机构、旋转机构、伸缩皮带机构和溜筒的图形以及它们的运作过程。
11.如权利要求10所述的图形化表现装置，其特征在于，所述动态图像生成装置生成的动态的作业机构的运作图像包括溜筒伸缩图像、臂架皮带机伸缩图像、臂架仰起及放下图像、臂架旋转至旋转锚定位图像、大车运动至码头锚定位图像。
12.如权利要求7所述的图形化表现装置，其特征在于，还包括监视装置，监视所述装船机的作业机构并获取监视图像；监视图像处理装置，处理所述监视图像得到监视信息；其中，所述动态图像生成装置基于装船作业数据库中的预定数据与监视信息而生成动态的物位装船图像以及动态的装船机的作业机构的运作图像。
全文摘要
本发明揭示了一种装船机自动作业图形化表现方法，包括提供一图形化的装船机自动作业过程图像；提供一登陆界面供用户登陆；当侦测到需要装载的船只靠近装船机，并且经过保存在装船作业数据库中的预定装船作业数据的身份验证后，提供一船舱图像；在自动装船作业过程中，提供动态的物位装船图像以及动态的装船机的作业机构的运作图像，其中，能在动态的物位装船图像和动态的装船机的作业机构的运作图像之间能进行切换；当船舱内的物位量达到预定量时，提供一终止自动装船信息。采用本发明的技术方案，可实时地提供装船机运作的图像，逼真反映舱内装载状况和装船机构在船舱内的相对位置。
文档编号B65G67/60GK101042572SQ20071003778
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月2日 优先权日2007年3月2日
发明者周晓春, 吴晓维, 严兆基 申请人:上海港机重工有限公司