一种集装箱装载对中系统的制作方法

本发明涉及装载领域，尤其涉及一种集装箱装载对中系统。

背景技术：

正面吊在铁路轨道中用于集装箱的装载和卸载，正面吊将集装箱吊起并且将集装箱移动到敞车上，或者正面吊将集装箱吊起并且将集装箱从敞车上移出。敞车是铁路运输中的主型车辆，敞车是无顶盖、四边有侧板的车辆。由于集装箱的尺寸大，在正面吊装载集装箱的作业中，正面吊要将集装箱放置在敞车中线上，不能出现较大的偏载，保证作业安全。

在现有技术中，集装箱装载作业均由人工操作，正面吊司机操作正面吊的吊具，并利用眼睛追随吊具的移动并且在尽力将集装箱移动到敞车中线上，由于此时正面吊司机的视野只能覆盖吊具和集装箱的侧方，因此另需一位或多位指挥人员在敞车上确定正确位置并指挥正面吊司机正确移动吊具位置和方向。整个过程相对效率较低，人工成本高，且指挥人员在狭小的敞车空间内，作业危险度较高。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在基于卫星及地面基站，对正面吊的吊具进行三维空间定位，辅助完成集装箱装载过程，防止偏载，一人独立就可完成作业节约人力资源，提高效率的集装箱装载对中系统。

具体技术方案如下：

一种集装箱装载对中系统，应用于正面吊在铁路轨道的敞车上装载集装箱的过程中，正面吊上包括具有预设尺寸的吊具，吊具在敞车上装卸和移动集装箱；其中，包括定位子系统和车载人机交互子系统，定位子系统和车载人机交互子系统通信连接；

定位子系统设置在吊具的上端，包括至少两个天线和接收器，每个天线分别和接收器连接；

天线将自身所在的天线坐标传输给接收器；

接收器通过无线电信号的方式接收吊具的导航信号，以及接收天线坐标，并接收器根据导航信号、天线坐标以及吊具的预设尺寸计算得到吊具在三维空间的三维点坐标数据；

车载人机交互子系统设置在正面吊内部，包括显示器和连接显示器的处理器；

处理器接收吊具的三维点坐标数据并处理得到吊具的实时位置，处理器还用于根据吊具的实时位置以及铁路轨道的位置坐标处理得到吊具距离敞车的中心线的对中偏差值，随后根据吊具的实时位置以及吊具的对中偏差值处理得到图形化界面，图形化界面用于表示吊具与敞车之间的实时位置关系；

显示器用于显示图形化界面。

优选的，集装箱装载对中系统，其中，车载人机交互子系统还包括连接处理器的操作单元，操作单元提供操作界面，操作界面提供给使用者输入吊具的预设尺寸和铁路轨道的位置坐标。

优选的，集装箱装载对中系统，其中，车载人机交互子系统还包括存储器，存储器分别连接接收器和处理器，用于存储吊具的预设尺寸和铁路轨道的位置坐标。

优选的，集装箱装载对中系统，其中，车载人机交互子系统设置在正面吊的车厢内。

优选的，集装箱装载对中系统，其中，天线为全球导航卫星天线。

优选的，集装箱装载对中系统，其中，每个天线相互平行设置在吊具的一侧，每个天线之间留有第一预设距离。

优选的，集装箱装载对中系统，其中，接收器设置在吊具上相对于天线的另一侧，接收器与每个天线之间留有第二预设距离。

优选的，集装箱装载对中系统，其中，基站为实时动态基站。

优选的，集装箱装载对中系统，其中，车载人机交互子系统设置在车载视频终端内。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：基于卫星及地面基站，对正面吊的吊具进行三维空间定位，辅助完成集装箱装载过程，防止偏载，一人独立就可完成作业节约人力资源，提高效率。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明集装箱装载对中系统实施例的结构示意图；

图2为本发明集装箱装载对中系统的总体结构示意图。

附图标记：1、车载人机交互子系统，11、定位子系统，2、正面吊，21、吊具，22、车厢，23、臂架，3、天线，4、接收机，5，集装箱，6、敞车，7、轨道，8、处理器，9、显示器，10、操作单元，11、存储器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明提供一种集装箱装载对中系统，应用于正面吊2在铁路轨道7的敞车6上装载集装箱5的过程中，如图1所示，正面吊2上包括具有预设尺寸的吊具21，吊具21在敞车6上装卸和移动集装箱5；其中，包括定位子系统11和车载人机交互子系统1，定位子系统11和车载人机交互子系统1通信连接；

定位子系统11设置在吊具21的上端，包括至少两个天线3和接收器4，每个天线3分别和接收器4连接；需要说明的是，附图1中，定位子系统11与天线3的附图标记指向为同一处，定位子系统11也与接收器4的附图标记指向为同一处，是因为定位子系统11包括天线3和接收器4。

天线3将自身所在的天线坐标传输给接收器4；

需要说明的是，天线接收来自定位卫星的信号和地面基站的差分信号得到天线坐标，其中天线坐标为天线的三维空间坐标。

接收器4通过无线电信号的方式接收吊具21的导航信号，以及接收天线坐标，并接收器4根据导航信号，每个天线的天线坐标以及吊具21的预设尺寸计算得到吊具21在三维空间的三维点坐标数据；

需要说明的是，每个天线的天线坐标可以得到两个天线的连线在空间的水平角度和俯仰角度，通过天线的连线在空间的水平角度和俯仰角度更精确地计算吊具21在三维空间的三维点坐标数据。

进一步地，作为优选的实施方式，吊具21的导航信号由至少四个卫星提供吊具21的观测值和差分信号处理得到，其中当卫星的数量越多时，卫星提供的吊具21的观测值和差分信号更准确，即卫星定位更准确。

进一步地，在上述实施例中，基站为实时动态(rtk：real-timekinematic)基站。

进一步地，在上述实施例中，正面吊2包括臂架23，臂架23一端与吊具21连接，一端与车厢22连接。

车载人机交互子系统1设置在正面吊2内部，包括显示器9和连接显示器9的处理器8；

处理器8接收吊具21的三维点坐标数据并处理得到吊具21的实时位置，处理器8还用于根据吊具21的实时位置以及铁路轨道7的位置坐标处理得到吊具21距离敞车6的中心线的对中偏差值，随后根据吊具21的实时位置以及吊具21的对中偏差值处理得到图形化界面，图形化界面用于表示吊具21与敞车6之间的实时位置关系；其中吊具21的实时位置包括吊具21在三维空间的坐标和方向。

显示器9用于显示图形化界面。

需要说明的是，在上述实施例中，接收器4和处理器8的计算处理过程是现有的gps定位技术中的计算处理方法，在此不做详细说明。

进一步地，在上述实施例中，车载人机交互子系统1还包括连接处理器8的操作单元10，操作单元10提供操作界面，操作界面提供给使用者输入吊具21的预设尺寸和铁路轨道7的位置坐标。

进一步地，作为优选的实施方式，在对中过程中由于在货物运输中使用的集装箱5的规格各不相同，因此其吊具21的规格也各不相同。操作人员预先在操作界面中输入不同规格的吊具21的对应尺寸，该对应尺寸为吊具21的预设尺寸。当接收器4要计算吊具21在三维空间的三维点坐标数据时，操作人员可以快速选择当前吊具21的规格来调用对应吊具21的预设尺寸。

进一步地，作为优选的实施方式，铁路轨道7有多条，操作人员预先在操作界面中输入每一条铁路轨道7的位置坐标，在处理器8要计算对中偏差值时，只需调用所需的对应铁路轨道7的位置坐标即可。

进一步地，在上述实施例中，车载人机交互子系统1还包括存储器11，存储器11分别连接接收器4和处理器8，用于存储在操作界面中输入的吊具21的预设尺寸和铁路轨道7的位置坐标。可以及时调用存储器11中存储的数据，方便接收器4和处理器8的计算。

进一步地，在上述实施例中，车载人机交互子系统1设置在正面吊2的车厢内。此时操作人员可以通过观察车厢上设置的车载人机交互子系统1显示的图形化界面来准确操作吊具21，并完成集装箱5的装载作业。

进一步地，在上述实施例中，天线3为全球导航卫星(gnss：globalnavigationsatellitesystem)天线3。

进一步地，在上述实施例中，每个天线3相互平行设置在吊具21的一侧，每个天线3之间留有第一预设距离。其中，天线3的数量为两根，这两根天线3相当于两个gnss定位点，通过具有第一预设距离的两个gnss定位点来确定吊具21坐标和方向。

进一步地，在上述实施例中，接收器4设置在吊具21上相对于天线3的另一侧，接收器4与每个天线3之间留有第二预设距离。

进一步地，在上述实施例中，车载人机交互子系统1设置在车载视频终端内。操作人员可以直接通过观察车载视频终端显示的图形化界面来准确操作吊具21，从而完成集装箱5的装载作业。

综上，本发明通过定位子系统11中设有的全球导航卫星天线3将自身的天线坐标发射给接收器4，接收器4根据吊具21的导航信号，天线坐标以及吊具21的预设尺寸计算得到吊具21在三维空间的三维点坐标数据，与定位子系统11连接的车载人机交互子系统1中的处理器8接收吊具21的三维点坐标数据并处理得到吊具21的实时位置，处理器8根据吊具21的实时位置以及铁路轨道7的位置坐标处理得到吊具21距离敞车6的中心线的对中偏差值，随后根据吊具21的实时位置以及吊具21的对中偏差值处理得到图形化界面，车载人机交互子系统1中的显示器9显示图形化界面，操作人员通过图形化界面来对吊具21进行操作，从而一人独立就可将集装箱5放置在敞车6的中线上，防止偏载，节约人力资源，提高效率。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。