[发明专利]自动化集装箱起重机、控制系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种自动化集装箱起重机、控制系统和控制方法，该起重机的工控机模块设置于起重机电气房内，三维雷达模块设置于吊具机构上及主梁上，起重机控制模块设置在起重机电气房和起重机司机室上，视觉传感模块设置在吊具机构上，其控制系统包括工控机模块、三维雷达模块、视觉传感模块和起重机控制模块，其控制方法为：通过三维雷达对堆场内集装箱进行扫描，通过机械视觉对集装箱箱号识别，然后储存在数据库中，输入箱号后起重机自动比较数据库信息，反馈回目标集装箱的位置信息，控制起重机移动到目标集装箱正上方，引导自动取箱。本发明的起重机可通过自身设备实现自动化控制，降低了对堆场的要求。

技术领域

本发明属于工程机械领域，尤其涉及自动化集装箱起重机、控制系统和控制方法。

背景技术

随着国内经济发展，集装箱物流运输增长快速，集装箱起重运输机械在现代物流、国民生产各领域中发挥着极其重要的作用。目前国家大力发展水、陆联运推动了内河码头，铁路堆场和公里转运站等中、小型堆场大量建立。

在发展过程中发现了两个问题：1.中、小型堆场规模较小不能像大型码头那样对基础设施进行大量投入建设GPS基站和综合码头管理系统；2.集装箱起重机抓箱过程要求驾驶员伸头向下看容易使驾驶员疲劳。因此，需要一种可以自动化集装箱起重机来满足市场需求。

发明内容

基于上述技术问题，本发明解决的技术方案是提供一种自动化集装箱起重机、控制系统及控制方法，使起重机通过自身设备实现自动化控制，降低了对堆场的要求。

一种自动化集装箱起重机，包括吊具机构、钢丝绳、主梁、支腿、起重机行驶机构、电气房、司机室，所述起重机行驶机构包括起重机小车机构、起升机构、大车机构，所述钢丝绳分别于与所述吊具机构和所述小车机构连接，工控机模块设置于起重机电气房内，三维雷达模块设置于吊具机构上及所述主梁上，所述起重机控制模块设置在所述起重机电气房和所述起重机司机室上，所述视觉传感模块设置在所述吊具机构上。

上述自动化集装箱起重机通过如下控制系统作业，该控制系统包括工控机模块、三维雷达模块、视觉传感模块和起重机控制模块，所述工控机模块分别和三维雷达模块、视觉传感模块以及起重机控制模块连接；所述工控机模块用于接收中控室发送的当前调度指令，所述当前调度指令包含当前集装箱位置和当前集装箱箱号；所述三维雷达模块用于确定当前起重机位置及集装箱位置；所述工控机模块用于根据当前集装箱位置和当前起重机位置，计算行驶机构从当前起重机位置到当前集装箱位置的行驶路线；所述起重机控制模块用于根据行驶路线控制起重机的行驶机构移动到集装箱处；所述三维雷达模块用于将起重机的行驶机构移动到集装箱处时，采集集装箱的锁孔位置，并将锁孔位置发送至工控机模块，所述视觉传感模块用于当起重机行驶机构移动到集装箱处，采集集装箱的箱号，并将箱号发送至所述工控机模块，所述工控机模块用于判断所述箱号和所述当前集装箱箱号相同时，发送指令信息至所述起重机控制模块，驱动起重机行驶机构，使起重机吊具插入锁孔位置对应的锁孔。

上述自动化集装箱起重机的控制系统通过如下的控制方法实现：

(1)堆场数字化：在堆场或起重机安装若干三维雷达发射器和接收器，扫描堆场，将扫描后的数据通过三维雷达的信息处理中心进行数据处理，传输给上位机，在上位机上同一坐标系内进行三维成像，将堆场进行数字化处理；

(2)集装箱箱号识别：采用若干个摄像头分别采集集装箱上表面的ID号，进行箱号识别；采集图片后再将字符区域分割成单个字符，然后对每一个字符按模板匹配进行逐个识别，然后将两个摄像头识别出的号码进行比较，并根据集装箱号的校验位进行整体字符校验，校验不正确时，返回字符识别过程，通过修正匹配率或识别可信度最低的字符，使之满足验证条件；

(3)三维成像：将步骤(2)中所得到的集装箱箱号和步骤(1)中在上位机上处理得到的集装箱信息一一对应起来，根据集装箱的空间坐标进行三维成像；