[发明专利]一种港口集装箱定位装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于激光测量技术领域，涉及利用激光技术对港口集装箱定位方法和装置。

背景技术

目前集装箱码头的装卸，大量使用港口岸边集装箱起重机，简称集装箱起重机。装船时，集装箱卡车从货场取来集装箱，运到集装箱起重机下面，停下来。集装箱起重机司机俯视下面的集装箱，操纵吊具上下和左右平移，对准集装箱卡车上的集装箱，垂直起吊后右移装到船上的指定位置。通常，为了提供装卸效率，集装箱起重机的移动必须与船上集装箱的位置为相对固定。这样每次的起吊，就可以只作一维方向滑动。卸船时，集装箱起重机司机通常把集装箱提起，横移出来卸载到等在集装箱起重机下面的和吊具平行的集装箱卡车上(集装箱卡车位置的基本要求就是保证集装箱和集装箱起重机的吊具平行)，见图1示出的港口集装箱装卸示意图。但是集装箱卡车停车位置偏离。常常迫使集装箱起重机司机前后和左右调整吊具，以便准确往集装箱卡车上卸货。集装箱货物的重量数十吨，当集装箱起重机司机做二维调整时，集装箱在空中摆来摆去，加上港口风大，集装箱处于振荡状态，十分危险。

不论是装船和卸船，吊具和集装箱的对准是影响装卸效率的重要因素。甚至为了不让吊具前后移动，集装箱卡车的司机采用二次倒车，或二次起车徐徐向前来保持集装箱和吊具对准。实际工作中只能依赖集装箱卡车司机的目测判断，逐步微调吊具和集装箱的前后距离差。

若是集装箱卡车上的集装箱和吊具间形成一个角度，只有让集装箱卡车开出去，重新进入待货区，只能靠集装箱卡车司机再次进场保持集装箱和吊具平行。

所以，集装箱起重机司机更依赖于集装箱卡车司机的熟练配合，反复操作，工作效率低。

港口现在使用的集装箱定位方法有：(1)光幕光电法；(2)立体视觉定位法；(3)红外光反射法；(4)激光扫描测距法；其中还有申请号为“200610028640.9”，名称为“吊具-集装箱卡车对箱的双激光雷达定位方法”的发明专利。

上述(1)、(2)和(3)与本发明差距明显。

激光扫描测距法，通常安装的位置在集装箱起重机上，使激光测距仪做二维扫描，同时利用软件描绘出集装箱卡车上集装箱顶部和侧面的位置图。致命的缺欠是该方法测量基准受集装箱起重机震动，位移等因素发生变化，需要实施校正。其次激光扫面是逐点测量，和集装箱卡车没有实时性和同步性，测量精度大幅下降。公开报道的数据：精度30毫米；有箱(装船时)对位精度100毫米；空载(卸船时)对位精度200毫米。而集装箱起重机吊具的有效范围为15毫米，可见不能可靠地解决定位问题。

申请号为“200610028640.9”，名称为“吊具-集装箱卡车对箱的双激光雷达定位方法”的发明专利，属于激光扫面测距方法，只是提出了用两个激光器扫描测距的技术方案，在说明书上第六页中描述为“两个激光雷达构成冗余系统，互相构成备份”。由此可见，集装箱卡车距离和角度(姿态)动态实时测量问题没有解决。

综上所述，集装箱和吊具的平行问题，或者集装箱卡车和基准线的角度测量是影响效率的关键，这个决定装卸效率的根本问题，都没有得到直接解决。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有影响装卸效率的吊具和集装箱对准技术缺陷，本发明的目的是提供一种能避免吊具的前后调整和集装箱卡车的二次起车调整的港口集装箱定位方法和装置。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明的第一方面是提供港口集装箱定位装置，所述定位装置中：

具有一载具，位于地面上；

具有第一激光测长器和第二激光测长器，固接在载具的水平面上，且第一激光测长器和第二激光测长器同向相互平行放置，第一激光测长器和第二激光测长器的光轴之间具有一间距；其中：

第一激光测长器测长零点位置点和第二激光测长器测长零点位置点的连线及延长线为测量基线；两个测长零点位置点间线段的中点为测量原点；

在集装箱卡车与测量基线之间设有位置固定的定位线；所述定位线是根据集装箱卡车的最佳装卸工位，通过调整载具确定定位线；

调整载具使测量基线与定位线相互平行，则定位线与测量基线之间的垂直距离为测量原长S；

第一激光测长器和第二激光测长器位于集装箱卡车的前方或后方，第一激光测长器和第二激光测长器同步发出激光光束，且两束激光光束相互平行处于同一水平面照射在集装箱卡车车体上；第一激光测长器和第二激光测长器分别用于获取测量基线与集装箱卡车之间的第一距离和第二距离；