一種集裝箱防撞方法及系統與流程

本發明涉及一種防撞方法及系統，特別是一種集裝箱防撞方法及系統。

背景技術：

隨著集裝箱港口吞吐量不斷增長，集裝箱堆場內的岸橋吊具也隨之日益繁忙。堆場內堆放的集裝箱一般的都是高低錯落的，岸橋吊具在吊運集裝箱的過程中，要使吊運中的集裝箱的高度高于運轉路徑中堆放的集裝箱的最高高度，小車才能安全通過，否則，吊運中的集裝箱就會將堆放的集裝箱撞倒。特別是小車的水平方向和吊具的垂直方向動作同時操作，雖然使得作業的效率提高，但也容易發生司機操作失誤，出現吊運中集裝箱的高度沒有高于運轉路徑中堆放的集裝箱的最高高度，發生集裝箱的碰撞，發生危險。

這種由于司機操作失誤而發生的碰撞會給碼頭帶來很大的經濟損失和安全隱患，因此，碼頭急需要一種能防止這種事故發生的系統。

技術實現要素：

本發明的目的在于，提供一種集裝箱防撞方法及系統，本發明可以避免吊運中的集裝箱因為操作失誤而發生集裝箱碰撞的問題，安全高效。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：一種集裝箱防撞方法，包括以下步驟：

S01：系統上電，PLC控制器發送掃描指令給激光掃描儀，激光掃描儀開始掃描待吊運的集裝箱，獲取所述集裝箱的點數據和角度數據；

S02：激光掃描儀把掃描的點數據和角度數據通過以太網傳送給PLC控制器，通過預裝的數據處理程序計算出待吊運集裝箱的二維輪廓坐標值；

S03：基于中控室存儲的堆場數據庫，將獲取的二維輪廓坐標值與堆場數據庫對比，根據二維輪廓坐標值計算吊運集裝箱的最優路徑，根據最優路徑，PLC控制器向大車和小車發出移動指令。中控室存儲的堆場數據庫，根據堆場集裝箱的位移變化而更新。

前述的這種集裝箱防撞方法中，所述將獲取的二維輪廓坐標值與堆場數據庫對比，包括將二維輪廓坐標值與從堆場數據庫中整理的多個路徑信息進行對比，根據對比結果確定吊運集裝箱的最優路徑。

前述的這種集裝箱防撞方法中，所述吊運集裝箱的最優路徑根據堆場數據庫的更新而更新，當堆場數據庫中的高點值高于吊運中集裝箱的低點值時，根據該高點值重新計算吊運集裝箱的最優路徑，并根據重新計算的最優路徑，向大車和小車發送移動指令。

前述的這種集裝箱防撞方法中，所述PLC控制器向大車和小車發送移動指令，包括通過PLC控制器向大車電機控制器、小車電機控制器和安裝在小車上的吊具電機控制器發送控制信息，電機控制器根據控制信息控制大車執行電機、小車執行電機和吊具執行電機。

大車電機控制器根據接收到的控制信息控制大車執行電機啟閉和運轉狀態，小車電機控制器根據接收到的控制信息控制小車執行電機的啟閉和運轉狀態，吊具電機控制器根據接收到的控制信息控制吊具執行電機，從而控制大車、小車及吊具的移動。

一種集裝箱防撞系統，包括大車、小車和激光掃描儀，小車設置在大車的橫梁上，小車的正下方設置有吊具，吊具上設置有激光掃描儀，激光掃描儀與PLC控制器連接，PLC控制器分別與大車電機控制器、小車電機控制器連接和吊具電機控制器連接，大車電機控制器與大車執行電機連接，小車電機控制器與小車執行電機連接，吊具電機控制器與吊具執行電機連接。

前述的這種集裝箱防撞系統中，所述激光掃描儀的個數為4個，4個激光掃描儀分別安裝在吊具的4個角點位置。4個激光掃描儀在沿小車行進方向上左右配置，吊具大梁的前后兩側壁上均有1個激光掃描儀。

前述的這種集裝箱防撞系統中，所述橫梁包括第一橫梁和第二橫梁，吊具設置在第一橫梁和第二橫梁之間。

前述的這種集裝箱防撞系統中，所述大車執行電機為輪轂電機。

前述的這種集裝箱防撞系統中，所述小車電機控制器安裝在小車的車體上。

前述的這種集裝箱防撞系統中，所述大車執行電機安裝在大車車輪上方的廂體內。

與現有技術相比，本發明通過激光掃描儀獲取的帶吊運集裝箱的點數據和角度數據，并將點數據和角度數據與堆場數據庫對比，并根據對比得出的最優路徑，控制大車、小車及小車吊具的移動，本發明可以避免吊運中的集裝箱因為司機操作失誤而發生集裝箱碰撞的問題，安全高效。

附圖說明

圖1是本發明的系統的結構示意圖；

圖2是本發明的控制框圖。

附圖標記：1-大車，2-小車，3-激光掃描儀，4-橫梁，5-吊具，6-第一橫梁，7-第二橫梁，8-吊具執行電機，9-PLC控制器，10-大車電機控制器，11-大車執行電機，12-小車電機控制器，13-吊具電機控制器，14-小車執行電機。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的說明。

具體實施方式

本發明的實施例1：一種集裝箱防撞方法，包括以下步驟：S01：系統上電，PLC控制器發送掃描指令給激光掃描儀，激光掃描儀開始掃描待吊運的集裝箱，獲取待吊運集裝箱的點數據和角度數據；S02：激光掃描儀把掃描的點數據和角度數據通過以太網傳送給PLC控制器，通過預裝的數據處理程序計算出待吊運集裝箱的二維輪廓坐標值；S03：基于中控室存儲的堆場數據庫，將獲取的二維輪廓坐標值與堆場數據庫對比，根據二維輪廓坐標值計算吊運集裝箱的最優路徑，根據最優路徑，PLC控制器向大車和小車發出移動指令。

本發明的實施例2：一種集裝箱防撞方法，包括以下步驟：S01：系統上電，PLC控制器發送掃描指令給激光掃描儀，激光掃描儀開始掃描待吊運的集裝箱，獲取待吊運集裝箱的點數據和角度數據；S02：激光掃描儀把掃描的點數據和角度數據通過以太網傳送給PLC控制器，通過預裝的數據處理程序計算出待吊運集裝箱的二維輪廓坐標值；S03：基于中控室存儲的堆場數據庫，將獲取的二維輪廓坐標值與堆場數據庫對比，根據二維輪廓坐標值計算吊運集裝箱的最優路徑，根據最優路徑，PLC控制器向大車和小車發出移動指令。

將獲取的二維輪廓坐標值與堆場數據庫對比，包括將二維輪廓坐標值與從堆場數據庫中整理的多個路徑信息進行對比，根據對比結果確定吊運集裝箱的最優路徑。

吊運集裝箱的最優路徑根據堆場數據庫的更新而更新，當堆場數據庫中的高點值高于吊運中集裝箱的低點值時，根據該高點值重新計算吊運集裝箱的最優路徑，并根據重新計算的最優路徑，向大車和小車發送移動指令。

PLC控制器向大車和小車發送移動指令，包括通過PLC控制器向大車電機控制器、小車電機控制器和安裝在小車上的吊具電機控制器發送控制信息，電機控制器根據控制信息控制大車執行電機、小車執行電機和吊具執行電機的啟閉和運動狀態，從而控制大車、小車及吊具的移動。

本發明的實施例3：一種集裝箱防撞系統，包括大車1、小車2和激光掃描儀3，小車2設置在大車1的橫梁4上，小車2的正下方設置有吊具5，吊具5上設置有激光掃描儀3，激光掃描儀3與PLC控制器9連接，PLC控制器9分別與大車電機控制器10、小車電機控制器12連接和吊具電機控制器13連接，小車電機控制器12安裝在小車2的車體上。大車執行電機11安裝在大車1車輪上方的廂體內。大車電機控制器10與大車執行電機11連接，小車電機控制器12與小車執行電機14連接，吊具電機控制器13與吊具執行電機8連接。大車執行電機11為輪轂電機。激光掃描儀3的個數為4個，4個激光掃描儀3分別安裝在吊具5的4個角點位置。橫梁4包括第一橫梁6和第二橫梁7，吊具5設置在第一橫梁6和第二橫梁7之間。

本發明的工作原理：安裝在吊具5上的激光掃描儀3，掃描待吊運集裝箱，獲取該集裝箱的點數據和角度數據，通過以太網將該數據發送給PLC控制器9，根據預裝的處理程序計算待吊運集裝箱的二維輪廓坐標值，同時堆場數據庫根據該二維輪廓坐標值整理多個路徑信息，再將二維輪廓坐標值與多個路徑信息逐一進行比對，從而得出最優路徑，根據該最優路徑，PLC控制器9向大車電機控制器10、小車電機控制器12及吊具電機控制器13發送控制信息，大車電機控制器10、小車電機控制器12、吊具電機控制器13分別根據其接收到的控制信息來控制大車1、小車2和吊具5的啟閉和移動路徑，保證集裝箱在吊運過程中不會與其它物體發生碰撞。