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原文传递一种视觉系统、正面吊及其自动抓箱控制方法

专利名称：	一种视觉系统、正面吊及其自动抓箱控制方法
摘要：	本发明公开了一种视觉系统、正面吊及其自动抓箱控制方法，正面吊包括视觉系统和控制系统，其中，视觉系统，用于识别目标集装箱锁孔位置，获取正面吊的当前吊具位置和目标吊具位置；并根据获取的正面吊的当前吊具位置和目标吊具位置，构建当前状态和目标状态的空间几何关系图，确定目标吊具的位移值；控制系统与视觉系统相连，用于接收位移值，控制正面吊按照位移值进行动作，将正面吊由当前吊具位置调整至目标吊具位置，使吊具旋锁对应插入集装箱锁孔内。本发明提供的视觉系统、正面吊及其自动抓箱控制方法，提高正面吊吊装的自动化水平，降低操作人员的劳动强度；可提高正面吊作业效率的同时，降低正面吊的油耗和磨损，增加设备的经济效益。
专利类型：	发明专利
申请人：	长沙中联恒通机械有限公司
发明人：	范志勇;涂凌志;李义;梁更生;杨勇;孙波
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN202010094938.X
公开号：	CN111115471A
代理机构：	广州市红荔专利代理有限公司
代理人：	胡昌国
分类号：	B66C23/36;B66C23/62;B66C23/84;B66C23/693;B66C13/46;B66C13/48;B;B66;B66C;B66C23;B66C13;B66C23/36;B66C23/62;B66C23/84;B66C23/693;B66C13/46;B66C13/48
申请人地址：	410000 湖南省长沙市长沙经济技术开发区东六路南段88号(中联重科股份有限公司大吨位底盘装配厂房)
主权项：	1.一种视觉系统，其特征在于，包括采集装置和控制装置，其中，所述采集装置，用于识别目标集装箱锁孔位置，获取正面吊的当前吊具位置和目标吊具位置；所述控制装置，与所述采集装置相连，用于据获取的所述正面吊的当前吊具位置和目标吊具位置，构建当前状态和目标状态的空间几何关系图，确定目标吊具的位移值。 2.如权利要求1所述的视觉系统，其特征在于，所述采集装置采用摄像头(11)，所述摄像头(11)设于所述吊具顶部左右两端，用于自动识别目标集装箱左锁孔位置和目标集装箱右锁孔位置；所述控制装置采用控制器(12)，所述控制器(12)与所述摄像头(11)相连，用于根据所述摄像头(11)自动识别的目标集装箱左锁孔位置和目标集装箱右锁孔位置，构建当前状态和目标状态的空间几何关系图，通过几何坐标三角函数关系确定目标吊具的位移值，所述位移值包括当前吊具位置与目标吊具位置之间的偏转夹角θ、当前吊具位置与目标吊具位置之间的纵向位移量x3、当前吊具位置与目标吊具位置之间的横向位移量y3、以及当前吊具位置与目标吊具位置之间的垂向位移量。 3.一种正面吊，其特征在于，包括视觉系统(10)和控制系统(20)，其中，所述视觉系统(10)，用于识别目标集装箱锁孔位置，获取正面吊的当前吊具位置和目标吊具位置；并根据获取的所述正面吊的当前吊具位置和目标吊具位置，构建当前状态和目标状态的空间几何关系图，确定目标吊具的位移值；所述控制系统(20)与所述视觉系统(10)相连，用于接收所述位移值，控制正面吊按照所述位移值进行动作，将所述正面吊由当前吊具位置调整至目标吊具位置，使吊具旋锁对应插入集装箱锁孔内。 4.如权利要求3所述的正面吊，其特征在于，所述视觉系统(10)包括摄像头(11)和控制器(12)，所述摄像头(11)设于所述吊具顶部左右两端，用于自动识别目标集装箱左锁孔位置和目标集装箱右锁孔位置；所述控制器(12)与所述摄像头(11)相连，用于根据所述摄像头(11)自动识别的目标集装箱左锁孔位置和目标集装箱右锁孔位置，构建当前状态和目标状态的空间几何关系图，通过几何坐标三角函数关系确定目标吊具的位移值，所述位移值包括当前吊具位置与目标吊具位置之间的偏转夹角θ、当前吊具位置与目标吊具位置之间的纵向位移量x3、当前吊具位置与目标吊具位置之间的横向位移量y3、以及当前吊具位置与目标吊具位置之间的垂向位移量。 5.如权利要求4所述的正面吊，其特征在于，所述正面吊还包括吊具回转机构、吊臂变幅油缸、臂架和吊具，所述控制系统(20)包括第一控制模块(21)、第二控制模块(22)、第三控制模块(23)和第四控制模块(24)，所述第一控制模块(21)，用于控制所述吊具回转机构顺时针旋转θ值；所述第二控制模块(22)，用于控制所述正面吊做纵向移动，若识别到纵向位移量x3＞0时，控制所述臂架的伸缩油缸伸出；若识别到纵向位移量x3＜0时，控制所述臂架的伸缩油缸缩回；若识别到纵向位移量x3＝0时，控制所述臂架的伸缩油缸停止做伸缩动作；所述第三控制模块(23)，用于控制所述正面吊做横向移动，若识别到横向位移量y3＞0时，控制所述吊具的横向移动油缸向上横移；若识别到横向位移量y3＜0时，控制所述吊具的横向移动油缸向下横移；若识别到横向位移量y3＝0时，控制所述吊具的横向移动油缸停止做横移动作；所述第四控制模块(24)，用于控制所述正面吊做垂向移动，让所述吊臂变幅油缸做缩回动作的同时，所述第二控制模块(22)控制吊臂伸缩油缸做缩回动作，使所述吊具垂直向下做直线运动。 6.一种正面吊自动抓箱控制方法，其特征在于，包括以下步骤：识别目标集装箱锁孔位置，获取正面吊的当前吊具位置和目标吊具位置；根据获取的所述正面吊的当前吊具位置和目标吊具位置，构建当前状态和目标状态的空间几何关系图，确定目标吊具的位移值；接收所述位移值，控制正面吊按照所述位移值进行动作，将所述正面吊由当前吊具位置调整至目标吊具位置，使吊具旋锁对应插入集装箱锁孔内。 7.如权利要求6所述的正面吊自动抓箱控制方法，其特征在于，所述目标集装箱锁孔位置包括目标集装箱左锁孔位置和目标集装箱右锁孔位置，所述识别目标集装箱锁孔位置，获取正面吊的当前吊具位置和目标吊具位置的步骤包括：通过安装在所述吊具顶部左右两端的摄像头自动识别目标集装箱左锁孔位置和目标集装箱右锁孔位置。 8.如权利要求7所述的正面吊自动抓箱控制方法，其特征在于，所述位移值包括当前吊具位置与目标吊具位置之间的偏转夹角θ、当前吊具位置与目标吊具位置之间的纵向位移量x3、当前吊具位置与目标吊具位置之间的横向位移量y3、以及当前吊具位置与目标吊具位置之间的垂向位移量。 9.如权利要求8所述的正面吊自动抓箱控制方法，其特征在于，所述当前吊具位置与目标吊具位置之间的偏转夹角θ通过以下公式得出： θ＝arcsin(y2/b) 其中，y2为偏转夹角交点到目标集装箱右锁孔的距离，b为偏转夹角交点到当前集装箱右锁孔的距离。 10.如权利要求9所述的正面吊自动抓箱控制方法，其特征在于，所述正面吊包括吊具回转机构、吊臂变幅油缸、臂架和吊具，所述接收所述位移值，控制正面吊按照所述位移值进行动作，将所述正面吊由当前吊具位置调整至目标吊具位置，使吊具旋锁对应插入集装箱锁孔内的步骤包括：控制所述吊具回转机构顺时针旋转θ值；控制所述正面吊做纵向移动，若识别到纵向位移量x3＞0时，控制所述臂架的伸缩油缸伸出；若识别到纵向位移量x3＜0时，控制所述臂架的伸缩油缸缩回；若识别到纵向位移量x3＝0时，控制所述臂架的伸缩油缸停止做伸缩动作；控制所述正面吊做横向移动，若识别到横向位移量y3＞0时，控制所述吊具的横向移动油缸向上横移；若识别到横向位移量y3＜0时，控制所述吊具的横向移动油缸向下横移；若识别到横向位移量y3＝0时，控制所述吊具的横向移动油缸停止做横移动作；控制所述正面吊做垂向移动，让所述吊臂变幅油缸做缩回动作的同时，控制所述吊臂伸缩油缸做缩回动作，使所述吊具垂直向下做直线运动。
所属类别：	发明专利