基于激光扫描测距技术岸桥下集卡自动定位系统,该文是关于集卡论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
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岸桥是专业化集装箱码头的主要岸边作业机械,其作业效率和安全生产直接影响船舶装卸效率.为进一步提高岸桥作业效率,降低劳动强度,提高设备安全性,青岛前湾集装箱码头有限责任公司（以下简称青岛前湾码头）研发岸桥下集卡自动定位系统,丰富并完善岸桥应用系统.在岸桥作业过程中,当吊具从集卡上吊运集装箱或将集装箱放置到集卡上时,传统方法需要依靠集卡司机通过个人目测和前后反复移动集卡来完成集卡和吊具的对位.该对位方式降低集装箱装卸效率,增加司机的操作难度,同时会因吊具、集装箱和集卡间的碰撞造成设备损坏,从而带来诸多安全隐患.青岛前湾码头研发的岸桥下集卡自动定位系统采用激光扫描测距原理、模式识别和自动控制技术,实现集卡的精确对位,并根据作业类型及时提示集卡司机调整停车位置,以便集卡预先准确地停在岸桥起吊位置,达到减轻司机劳动强度、提高集装箱装卸效率的目的.
1 基于激光扫描测距技术的岸桥下集卡自动定位系统功能和技术指标
1.1 功能
（1）对岸桥下各条车道上作业的空载和重载集卡进行精确对位,以便集卡预先准确地停在岸桥起吊位置.
（2）自动识别各种箱型,包括单45英尺集装箱、单40英尺集装箱、单20英尺集装箱、双20英尺集装箱、罐式集装箱、液货集装箱和平板集装箱等.
（3）进行多车道测量,自动识别集卡车型及其行驶方向.
（4）采用发光二极管（Light Emitting Diode,LED）显示屏显示集卡定位信息,及时提示集卡司机调整停车位置,实现集卡向前、向后快速对位,并使作业区域亮度满足全天候作业的要求.
（5）在集卡未停到位的情况下,对吊具下降采用限制策略,以保证人车安全.
（6）为防止集卡拖拽吊具,在集卡完成对位后,LED显示屏提示集卡司机停止移动车辆；当岸桥完成装箱或卸箱操作且吊具起升到一定高度后,LED显示屏提示集卡司机驶离操作区域.
1.2 主要技术指标
激光检测距离为30 m；激光测量误差为；集卡对位误差小于100 mm；工作温度为 30～50?癈；存储温度为 30～70?癈；湿度为100%；防护等级为室外IP65.
2 基于激光扫描测距技术的岸桥下集卡自动定位系统构架及工作原理
2.1 构架
基于激光扫描测距技术的岸桥下集卡自动定位系统的主要设备包含旋转云台、激光扫描测距仪、系统控制器、LED显示屏等（见图1）,其中,系统控制器上部署集卡对位控制软件.这些设备和岸桥上原有的可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）系统、司机室控制台和功能启停选择开关共同实现系统功能.
岸桥司机通过操作台按钮实现对车道的选择和系统的设置,设置信息主要包括岸桥下集装箱起吊作业车道、作业类型等.系统控制器通过和PLC以PROFIBUS-DP总线接口的方式获取当前作业的吊具操作模式、作业类型等.为方便岸桥边作业人员调整集卡作业车道,在岸桥下设置和系统控制器相连的车道调整开关,以便对云台进行调整.激光扫描测距仪将数据发送至系统控制器,系统控制器据此识别集卡的行驶方向、位置及其偏离岸桥基准起吊点的距离；同时,系统控制器从PLC获取吊具操作模式、开闭锁信号和起升高度等信息,并将集卡偏离岸桥起吊点的方向和距离、作业车道、操作模式、行驶方向等信息实时显示在LED显示屏上,提示司机调整集卡停车位置,对准岸桥起吊点.如果集卡向后偏离岸桥吊具起吊点的距离大于安全距离,系统禁止吊具下放,以保护人车安全；当系统收到开闭锁信号且吊具起升至一定高度时,LED显示屏提示集卡司机驶离,以防止集卡拖拽吊具.
2.2 工作原理
2.2.1 激光扫描测距原理
在集卡车道上方的岸桥横梁中部安装可编程控制转动角度的云台,该云台在岸桥横梁下垂直于集卡车道的平面内旋转；在云台上安装1台激光扫描测距仪,激光沿平行于集卡车道中心线的方向对集装箱及集卡平板车顶面立体扫描测距；激光扫描测距仪跟随云台转动,实现对岸桥下6条集卡车道的扫描测距（见图2）.激光扫描测距仪测得从扫描测距点到码头地面的垂直高度及从测距点到岸桥起吊点中心的距离,同时设定车道测距范围,将初始设定的数据储存在系统控制器内的ARM9微处理器中.当激光扫描测距仪对集卡车道进行测距时,微处理器控制云台旋转角度,云台带动激光扫描测距仪旋转扫描车道上的物体,并通过微处理器的计算,得到被测物体的高度及其和测距点的距离.通过微处理器的计算和分析,系统识别出所测集卡和集装箱的形状,判断集卡的位置及其偏离岸桥基准起吊点的距离,同时将集卡偏离岸桥起吊点的数据显示在LED显示屏上,以便集卡司机调整集卡停车位置.
2.2.2 LED显示屏对位显示原理
LED显示屏通过安装支架固定在岸桥海侧和陆侧基础梁前后,距地面高度约3 m,屏幕中心高度和集卡司机视线高度一致.LED显示屏采用红色、 、绿色3种颜色显示,分为5个显示区域（见图3）：操作模式用红色和绿色显示,绿色为单20英尺集装箱作业模式,红色为双20英尺集装箱、40英尺集装箱和45英尺集装箱作业模式；集卡行驶方向用红色显示；集卡对位方向“向前”和“向后”用绿色箭头显示,对位后用红色表示停止,驶离时用绿色显示；当前扫描作业车道号用 显示；集卡对位偏离距离用红色显示,单位为厘米.
2.2.2.1 集卡对位方向
集卡对位方向采用红色和绿色显示：当系统控制器识别出操作区域内有集卡进入时,对应的对位方向显示为绿色箭头；当集卡调整到位后,显示为红色横杠,此时禁止集卡移动；当岸桥完成装箱或卸箱操作后,显示为绿色横杠,提示集卡可以驶离操作区域.
2.2.2.2 集卡对位偏离距离
集卡对位偏离距离显示为红色,显示范围为“000”至“299”,单位为厘米,该区域表示集卡当前位置和正确的停车位置之间的距离.当集卡停车到位时显示“000”；当岸桥完成卸箱或装箱操作时,显示为“---”,此时允许集卡驶离操作区域；当操作区域内没有集卡进入时,也显示为“---”.
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