[发明专利]基于龙门吊定位的钢铁货场数字化三维定位方法

说明书

技术领域

本发明属于一种面向钢铁等大宗物质货场数字化的实时定位和位置跟踪系统，特别是一种基于龙门吊定位的钢铁货场数字化三维定位方法。

背景技术

日本住友电气公司的CLTS，即吊车位置跟踪系统，它采用的是格雷母线精确位置检测技术。格雷母线精确位置检测技术采用电磁感应原理进行位置检测和数据通信，以相互靠近(距离30～300mm)的扁平状的格雷母线和天线箱之间的电磁耦合来进行工作，是一种连续、非接触式绝对定位方式，其实时检测精度可达5mm。通信适用范围广，工作可靠性高，抗干扰能力强，在多粉尘、高温、高湿和高腐蚀性气体环境中可长期稳定工作。

德国LOKE公司开发的行车导向定位系统，通过行车定位和行车状态监控可以实现在线实时跟踪库区行车状态和物流状态。LOKE公司的行车导向定位系统采用的是激光位移测量方式，测量精度高，可达±2毫米，但是测量距离受限于发射透镜的焦距、障碍物，不适于测量远距离。

潘金贵教授等研究将高精度GPS定位技术结合嵌入式技术应用在轮胎吊自动控制上。其研究表明实现自动驾驶系统首先要对轮胎吊进行定位，实时获取轮胎吊的位置信息。其中定位系统采用载波相位差分GPS对集装箱堆场轮胎吊进行定位。正常情况下控制轮胎吊行走的前后偏差在±100mm以内，提高了轮胎吊的实用性、可靠性和工作效率。

在起重机定位方面还有江苏田湾核电站的11UKT放射性固化废物暂存库中库房吊车定位系统，采用激光测距仪、PLC以及变频调速技术为控制中枢，操作人员操作计算机，点击鼠标即可完成定位过程吊车的定位，精度可达±2毫米。安装此系统减轻了操作员的工作强度，也避免了超剂量核辐射

目前用于长度与位移检测的数字传感器有光栅传感器和磁栅位移传感器二大类，而磁栅位移传感器又包括静磁栅位移传感器与绝对编码器二种，由“静磁栅尺”解析出数字化位移信息，可以输出高于毫米数量级的数字化位移信息。其机理有如游标卡尺，磁栅编码阵列间距和霍尔编码阵列间距不同，有如游标卡尺上下差分滑尺的不同刻度，再经过一套反复推演的算法，使得静磁栅位移传感器的分辨率可达0.2毫米。充分利用嵌入式微处理器的资源，将数据更新速度提高到毫秒数量级，以便能适应低于5m/s运动速度的位移响应。它可以用于直接测量物体位移，目前最高分辨度可达0.2毫米，最大量程可达2km。无论量程多长，只要保证安装精度，就能获得非常小的示值误差，且可靠性高，基本不受外界温度、湿度、杂散磁场、电磁干扰等因素影响。

如今随着企业信息化层次的逐渐提高，仓储运输工作节奏加快，如何在无人监管的情况下，实现指定货位的货物快速提取、货物快速存放到指定货位、货物货位的回溯、货物快速查找是一个急需解决的问题。基于上述的格雷母线精确位置检测技术、GPS定位技术、静磁栅位移传感器等方法可以准确的得到龙门吊大车、小车、吊钩的位置，结合本发明的一种基于龙门吊定位的钢铁货场数字化三维定位方法，从而能很好的解决指定货位的货物快速提取、货物快速存放到指定货位、货物货位的回溯、货物快速查找问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在无人监管的情况下，解决指定货位的货物快速提取、货物快速存放到指定货位、货物货位的回溯、货物的快速查找的基于龙门吊定位的钢铁货场数字化三维定位方法，。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于龙门吊定位的钢铁货场数字化三维定位方法，所述方法包括如下步骤：

确定钢铁货场的三维坐标体系；

确定所述三维坐标体系中三维空间与实际货场划分的对应关系；

由龙门吊大车、小车以及吊钩在所述三维坐标体系中的位置信息得到货物在所述三维坐标体系中的坐标位置；

通过货物的坐标位置与所述实际货场划分相结合，得到货物的具体货位位置。

在本发明的一个实施例中，在基于龙门吊定位的钢铁货场数字化三维定位方法的基础上，实现指定货位的货物快速提取。所述实现过程包括如下步骤：确定待作业货物的货位；将货位转化为三维空间坐标信息；龙门吊大车、小车以及吊钩分别移动到与所述货位相对应的三维空间处；龙门吊吊钩吊起货物，从而实现指定货位的货物快速提取。

在本发明的一个实施例中，在基于龙门吊定位的钢铁货场数字化三维定位方法的基础上，实现货物快速存放到指定货位，所述实现过程包括如下步骤：确定预存放货物的货位；将货位转化为三维空间坐标信息；龙门吊大车、小车以及吊钩吊着所述货物分别移动到与所述货位相对应的三维空间处；龙门吊吊钩放下货物，从而实现货物快速存放到指定货位。