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全球首创 用上航天科技,码头吊装机械可自动纠偏、无人驾驶

发布时间 : 2019-08-15 ????来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  驾驶码头吊装机械,用老司机开得稳!
  不!我们不要司机。
  因为,我们有“机器视觉自动纠偏系统”。
  在某集装箱码头,一辆100吨的吊装机械沿着轨道,平稳地驶进作业区,待吊装上货柜后,又丝毫不偏地驶往其它区域。这样的画面似乎并不稀奇,但当看到驾驶室时,你会惊讶地发现,车内并没有司机。
  眼前这一幕得益于中国运载火箭技术研究院(简称“火箭院”)北京航天自动控制研究所研制的“机器视觉自动纠偏系统”,这是全球集装箱码头行业,首次实现用图像纠偏技术,使吊装机械自行纠偏、无人驾驶。



△采用“机器视觉自动纠偏系统”的轮胎吊车行驶中


  这台吊装机械又称“轮胎吊”,是一种利用轮胎式底盘行走的起重机。它效率高、适应能力强,是集装箱码头的重要装卸设备,但此前,它不仅由人工操作,也是安全事故频发的设备之一。



△集装箱堆场,绿色的是轮胎吊


  装卸作业中,“轮胎吊”要严格按预定轨道行驶,可允许的偏差区域很小,两车间的间距不能超过10厘米,但集装箱码头作业环境复杂、路面不够平坦,即使是老司机时刻集中注意力,小心驾驶,也难以持续保持这个数值,因此,常会发生轮胎吊大车偏离预定轨道的情况。
  目前针对“轮胎吊”跑偏情况,主要通过驾驶“轮胎吊”的司机肉眼观察,采用人工手动方式纠偏。但司机的体力、精力、操作方式等因素,都有可能引发驾驶失误,导致两辆“轮胎吊”间出现相撞或撞箱,甚至是堆场坍塌的意外。
  项目主要负责人张伯川介绍,北京航天自动控制研究所新研发的“机器视觉自动纠偏系统”,采用了应用在火箭上的制导控制、图像识别等技术,犹如给“轮胎吊”安装上一双明亮的“眼睛” 。这双“眼睛”不仅可以替代人眼,自行纠偏,而且它不“眨眼”、不“打盹”,能完完整整地控制“轮胎吊”自动行驶不跑偏,让吊装远离这些意外,让作业更智慧。
  更值得一提的是,该系统的反应速度也是极快的。正常情况下,人眼看到图像在大脑形成判断做出反应,需要近200毫秒的时间。而“轮胎吊”启动自主纠偏程序后,摄像头可将看到的画面回传系统,系统根据图像计算出行驶姿态数据,传回前方轮胎吊控制系统操控方向盘以及轮毂的角度和速度进行纠偏,听起来如此多的步骤,张伯川说,整个计算只需要几毫秒的时间,而且精准无误。不是老司机,却让“轮胎吊”胜似老司机驾驶,同时,这种自动纠偏方法也节省了人工,有利于实现现场无人化作业。
  后续,北京航天自动控制研究所还将继续向着集装箱港口作业无人化、智能化的方向,将航天科技应用在智慧港口建设中,提升港口作业的安全、高效。



△标定的“轮胎吊”行进轨迹

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