申请/专利权人：大连海事大学

申请日：2021-12-24

公开（公告）日：2024-05-10

公开（公告）号：CN114194873B

主分类号：B65G67/60

分类号：B65G67/60;B65G47/91;B65G43/08;B66C1/22

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.10#授权;2022.04.05#实质审查的生效;2022.03.18#公开

摘要：本发明公开了一种基于视觉系统的冷藏船智能卸货系统及方法，其中系统包括机械臂、抓取单元、保温单元、机器视觉单元、智能卸货单元、升降单元、行走单元和中央处理单元。智能卸货系统遵循从上之下的就近原则，通过自带环形大功率光源进行照射，机器视觉单元4对货物和环境进行扫描，粗略计算出货物距离和各区域的搬运顺序，然后中央处理单元8根据位置坐标信息控制行走单元7进行移动。其中该系统集成相对成熟的机器视觉单元进行自动卸货作业，实现具有自动化程度强、工作效率高、成本低和适应能力卓越等特点的冷藏船无人化卸货作业，从而实现冷藏船智能化无人卸货的长远目标。

主权项：1.一种基于视觉系统的冷藏船智能卸货系统的卸货方法，其特征在于：该系统包括：机械臂1、抓取单元2、保温单元3、机器视觉单元4、智能卸货单元5、升降单元6、行走单元7和中央处理单元8；所述机械臂1与抓取单元2相连接、带动抓取单元2从不同方位对货物包裹进行抓取控制；所述抓取单元2包括切换装置21真空吸盘22和机械手23；所述保温单元3包括隔热罩31、温度检测模块32和电伴热模块33，所述隔热罩31用于阻隔机器视觉单元4与船舱环境之间的热传递,确保3D扫描仪41能够在低温环境下正常工作；所述温度检测模块32包括多个温度传感器，设置于隔热罩31内，用来测量机器视觉单元4所在局部环境的实时温度信息，当机器视觉单元4的环境温度小于设定阈值时，所述电伴热模块33对机器视觉单元4所处的局部环境进行加热工作；所述机器视觉单元4包括3D扫描仪41和激光位移传感器43，所述3D扫描仪41对船舱内的货物进行识别、对船舱内环境进行扫描，所述激光位移传感器43用于检测货物与智能卸货系统的距离；所述智能卸货单元5用于包括自卸货箱51、液压缸52和电磁阀54，所述电磁阀54安装在自卸货箱51侧门的底部，所述液压缸52安装在自卸货箱51的底部；所述升降单元6用于调整智能卸货单元5的抓取高度，所述升降单元6包括连杆63和升降平台64，当机器视觉单元4检测到货物与机械臂1之间的距离大于机械臂1的最大工作范围时，所述升降单元6根据中央处理单元8规划的升降位移进行高度上的调整；所述行走单元7接收中央处理单元8的指令信号进行指定方向和距离的移动；该系统还包括与该冷藏船智能卸货系统配合工作的吊篮9，在转运货物时当冷藏船智能卸货系统将货物转运至吊篮9内并装满时，通过吊机将吊篮9吊至甲板上传送带附近进行卸货；所述吊篮9还用于在不同层船舱或甲板之间吊运冷藏船智能卸货系统，将其转运至适当的工作位置；该冷藏船智能卸货系统的卸货方法，包括如下步骤：吊机利用吊篮9将冷藏船智能卸货系统运输至待卸货层舱口处，所述机器视觉单元4对周围工况进行扫描并对自身位置进行定位，同时识别舱口轮廓，机器视觉单元4将采集到的数据信息传输到中央处理单元8进行路径规划后，所述中央处理单元8向行走单元7传送行走指令、控制冷藏船智能卸货系统运行至舱门预设位置；打开舱门后所述升降单元6降至最低，机器视觉单元4开始扫描舱口下方货物从而获取货物的表面信息、类型和数量信息，所述中央处理单元8对机械臂1的运行轨迹进行优化，输出最优搬运轨迹，所述机械臂1开始吸取货物运至自卸箱中，当智能卸货系统完成机械臂作业半径范围内的货物搬运工作时，转运至舱门其他位置进行货物的搬运，当检测到自卸箱货物达到承载上限时，冷藏船智能卸货系统返回至吊篮9处，所述中央处理单元8控制智能卸货单元5将货物倾倒至吊篮9里，并回到货物处继续吸取，直至将舱口下方清理出吊篮和智能卸货系统的工作空间；当舱口下方货物清空后，舱门可关闭，吊机将吊篮9放在舱门上，吊篮9的侧门打开，所述行走单元7执行中央处理单元8传送的位移指令，所述机械臂1蜷缩至最小尺寸形态，智能卸货系统进入吊篮9中；吊机将装有智能卸货系统的吊篮9吊起，船舱舱门打开、吊机将吊篮9下放至舱口下方的无货区域，当吊篮进入舱内稳定后，吊篮9的侧门打开行走单元7移出吊篮9执行舱内卸货作业；开始舱内卸货作业：所述机器视觉单元4对船舱环境进行扫描、计算货物距离和各区域的搬运顺序，所述中央处理单元8将位置坐标传输到行走单元7控制运行指定的位移，当到达货物附近时，机器视觉单元4对货物进行精准定位、轮廓扫描和吸取面积识别，抓取单元2将货物吸取并转运至自卸箱内，重复上述过程，当智能卸货系统达到承载上限时，所述中央处理单元8控制行走单元7按照最短路径到达舱口的吊篮9位置附近，所述智能卸货单元5将货物倾倒至吊篮9里，并返回货物处继续卸货，当货物较高时，所述升降单元6提升机械臂1进行货物的搬运工作；当机器视觉单元4检测不到货物信号时，所述中央处理单元8进行移动路径规划、控制行走单元7到达下一层舱口处，重复上述开舱门及后续舱内货物的卸载作业，直至最后一层船舱卸货完毕；最后，通过吊篮9将智能卸货系统运回舱外。

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