本发明涉及自动化码头起重设备及起重机轨道检测，具体涉及一种基于flag板的码头内起重机轨道的检测系统及方法。
背景技术：
1、近年来码头为了保证生产的流畅与高效性，通过引入人工智能，实现了无人驾驶码头不间断运输作业的能力。自动化码头，利用无人驾驶igv和轨道式起重机、桥式起重机在堆场内装卸集装箱，因此轨道的定期维护和调整工作必不可少。目前国内外轨道检测技术多用于各个铁路系统，存在多种轨道检测方法，比如：欧洲国家高速铁路中，采用激光雷达和高精度摄像头进行轨道表面检测；日本致力于开发超声波和磁测技术，为实现轨道结构和地质条件的全面监测；国内则引入人工智能技术，利用高精度传感器网络和实时数据分析，监测轨道实时状态等。
2、现有的检测装置大多利用各类传感器技术，比如通过应变传感器、声学传感器、热成像传感器等传感器技术来实时监测和分析轨道状态，但这些应用技术需要大量通讯设备建立信号通道，从而发出警报。而现有的检测装置存在以下缺点：(1)误报率高：经过现场实地考察，传感器系统可能受到环境因素的影响，导致误报率较高；例如，由于气象条件的变化、周围环境的干扰或动植物的活动可能引起传感器误报，降低了系统的可靠性；(2)能耗高：一些传感器系统需要大量能源来运行，特别是在远离电源的地方；这可能导致系统对电力的高度依赖，增加了系统的能耗成本和对电力基础设施的依赖；(3)实时性弱：一些传感器系统在数据传输和处理方面可能存在信息识别不全，这可能影响到实时性要求较高的自动化码头；比如：未能快速得到断轨位置具体位置坐标，无法快速限制设备在该范围内禁止运行；(4)维护成本高：传统传感器检测系统检测范围具有局限性，需通过数个传感器的集成信号完成轨道的检测功能和大量的通讯设备维护，因此均增加了现场维护成本；(5)集成复杂：多个传感器技术的集成可能面临挑战；传感器系统与现场多种不同类型的系统可能使用不同的通信协议和数据格式，因此需要一种复杂且高成本、不方便维护的集成方法，以确保数据的一致性和相互协调。当自动化码头具有上述缺点时，会极大影响港口的作业效率以及管理效率。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要针对上述的问题，提出一种基于flag板的码头内起重机轨道的检测系统及方法，以克服上述背景技术中的缺点，从而解决如何在低成本且维护简易的条件下，提高轨道式起重机对断轨的检测精度以及港口设备作业效率的技术问题。
2、为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：
3、本发明提出一种基于flag板的码头内起重机轨道的检测系统，应用于码头内的轨道式起重机，该检测系统包括控制器、安装于轨道式起重机上的光电开关检测传感器和多个flag板，各flag板沿着起重机轨道间隔设置且位于起重机轨道的一旁侧，光电开关检测传感器用于检测flag板且将光电检测信号传送至控制器，控制器通过轨道式起重机的大车行走驱动电机的编码器获得用于对轨道式起重机进行定位的第一定位信息，该检测系统还包括激光测距传感器和磁感应开关检测传感器；
4、控制器分别与光电开关检测传感器、激光测距传感器、磁感应开关检测传感器进行电性连接；磁感应开关检测传感器、激光测距传感器均安装于轨道式起重机上；磁感应开关检测传感器的感应头位于起重机轨道的正上方且起重机轨道的正常顶面位于磁感应开关检测传感器的检测范围内，激光测距传感器的激光探照检测点位于起重机轨道上；
5、当磁感应开关检测传感器的感应头位于起重机轨道的一损伤位置的上方时且该损伤位置不在磁感应开关检测传感器的检测范围内，则控制器通过磁感应开关检测传感器获得第一损伤触发信号；当激光测距传感器的激光探照检测点位于该损伤位置上时且激光测距传感器反馈的检测距离大于一阈值时，则控制器通过激光测距传感器获得第二损伤触发信号；所述控制器通过统筹光电开关检测传感器的光电检测信号形成用于对轨道式起重机进行定位的第二定位信息，控制器根据第一定位信息、第二定位信息精确轨道式起重机的位置；所述控制器根据第一损伤触发信号和第二损伤触发信号的触发条件以及轨道式起重机的位置，确认轨道的损伤位置。
6、进一步地，所述磁感应开关检测传感器、激光测距传感器均位于起重机轨道的上方，且磁感应开关检测传感器与激光测距传感器相互间隔。
7、进一步地，磁感应开关检测传感器与激光测距传感器之间的横向距离的虚拟中心点为轨道式起重机的大车的虚拟中心线的虚拟端点。
8、进一步地，起重机轨道的长度方向为横向；磁感应开关检测传感器的虚拟轴线垂直于起重机轨道的长度方向；激光测距传感器的激光发射方向垂直于起重机轨道的长度方向。
9、进一步地，所述控制器根据第一损伤触发信号和第二损伤触发信号的触发条件以及轨道式起重机的位置，将关于轨道的损伤位置的定位信息进行报警或记录。
10、进一步地，当控制器同时获得第一损伤触发信号和第二损伤触发信号时，即该损伤位置经过磁感应开关检测传感器且不在磁感应开关检测传感器的检测范围，并且该损伤位置经过激光测距传感器且激光测距传感器对该轨道损伤位置的检测距离大于一阈值，则控制器通过光电开关检测传感器对应指定的flag板的位置以及大车行走驱动电机的编码器指定的脉冲数以确定轨道式起重机的位置及轨道的损伤位置。
11、本发明又提出一种基于flag板的码头内起重机轨道的检测方法，应用于如上任一项所述的检测系统，该检测方法包括以下顺序执行的步骤：
12、步骤s1，当控制器同时获得第一损伤触发信号以及第二损伤触发信号时，控制器通过大车行走驱动电机的编码器获得第一定位信息；
13、步骤s2，控制器根据光电开关检测传感器对flag板的光电检测信号确定第二定位信息；
14、步骤s3，控制器通过第一定位信息、对应激光测距传感器的反应时间的速度位置补偿值以及对应磁感应开关检测传感器的反应时间的速度位置补偿值进行调整第二定位信息，从而获得轨道损伤位置的精准定位。
15、进一步地，于步骤3中，控制器通过第一定位信息、对应磁感应开关检测传感器的反应时间的速度位置补偿值单独获得对应磁感应开关检测传感器的第一断轨位置值，控制器通过第一定位信息、对应激光测距传感器的反应时间的速度位置补偿值单独获得对应激光测距传感器的第二断轨位置值；控制器通过第一断轨位置值与第二断轨位置值进行相互校验，从而获得轨道损伤位置的精准定位。
16、本发明又提出一种基于flag板的码头内起重机轨道的检测方法，应用于如上任一项所述的检测系统，该检测方法包括以下顺序执行的步骤：
17、步骤s1，当控制器同时获得第一损伤触发信号以及第二损伤触发信号时，控制器通过大车行走驱动电机的编码器获得第一定位信息；
18、步骤s2，控制器根据光电开关检测传感器对flag板的光电检测信号确定第二定位信息；
19、步骤s3，控制器通过第一定位信息以及对应激光测距传感器的反应时间的速度位置补偿值进行调整第二定位信息，从而获得轨道损伤位置的精准定位。
20、进一步地，于步骤s3中，轨道损伤位置的精准定位由大车位置值f、激光测距传感器的安装坐标值和磁感应开关检测传感器的安装坐标值决定；
21、所述的大车位置值f＝flag板真实位置值＝flag板基础位置值x+/-flag板宽度补偿值w+对应激光测距传感器的反应时间的速度位置补偿值c+flag板红外对射装置安装位置补偿值d+由大车行走驱动电机的编码器脉冲算出的值e；
22、所述的由大车行走驱动电机的编码器脉冲算出的值e对应第一定位信息；
23、所述的flag板基础位置值x对应第二定位信息。
24、本发明的有益效果为：
25、本发明降低了码头内起重机轨道的维护成本以及维护难度，提高了抢修应急效能，减少了大量的港口作业能耗，也减低了码头设备的误报率，为码头设备运作提供了多层保护限制，能对断轨处进行多重校验。本发明为自动化码头的轨道式起重机提供轨道断裂检测功能，防止设备发生严重脱轨现象，解决现有传感器系统存在对电力基础设施的高度依赖，特别是远离电源的地方，可以有效减少能耗问题。本发明还具有以下优点：1)能够利用轨道式起重机提供的低压直流电源并具有结合设备机动性等特点，让轨道式起重机根据轨道状态，实现全程紧急制动效果，避免大车机构对断轨处造成更大的缺口，进而减轻轨道维护的难度性和轨道巡检的工作量，为维护和保养提供巨大的便利和较精准的定位信息；2)实现最直接的保护限制、位置信息计算和相互校验；3)降低码头内轨道的维修难度，减少能耗大的问题，简化了检测系统的集成问题；4)可对出现裂缝的位置信息进行多重校验，有效解决能耗高、维修难、应急处理慢的问题，大大增加了抢修工作的效能，并迅速恢复设备生产状态；5)能结合设备机动性和可持续供能的优势，解决了传感器安装、维修、能耗高的成本，避免了轨道缺口二次变大等情况，且具备一定的实时性。
1.一种基于flag板的码头内起重机轨道的检测系统，应用于码头内的轨道式起重机，该检测系统包括控制器、安装于轨道式起重机上的光电开关检测传感器和多个flag板，各flag板沿着起重机轨道间隔设置且位于起重机轨道的一旁侧，光电开关检测传感器用于检测flag板且将光电检测信号传送至控制器，控制器通过轨道式起重机的大车行走驱动电机的编码器获得用于对轨道式起重机进行定位的第一定位信息，其特征在于，该检测系统还包括激光测距传感器和磁感应开关检测传感器；
2.根据权利要求1所述的基于flag板的码头内起重机轨道的检测系统，其特征在于，所述磁感应开关检测传感器、激光测距传感器均位于起重机轨道的上方，且磁感应开关检测传感器与激光测距传感器相互间隔。
3.根据权利要求2所述的基于flag板的码头内起重机轨道的检测系统，其特征在于，磁感应开关检测传感器与激光测距传感器之间的横向距离的虚拟中心点为轨道式起重机的大车的虚拟中心线的虚拟端点。
4.根据权利要求1所述的基于flag板的码头内起重机轨道的检测系统，其特征在于，起重机轨道的长度方向为横向；磁感应开关检测传感器的虚拟轴线垂直于起重机轨道的长度方向；激光测距传感器的激光发射方向垂直于起重机轨道的长度方向。
5.根据权利要求1所述的基于flag板的码头内起重机轨道的检测系统，其特征在于，所述控制器根据第一损伤触发信号和第二损伤触发信号的触发条件以及轨道式起重机的位置，将关于轨道的损伤位置的定位信息进行报警或记录。
6.根据权利要求1所述的基于flag板的码头内起重机轨道的检测系统，其特征在于，当控制器同时获得第一损伤触发信号和第二损伤触发信号时，即该损伤位置经过磁感应开关检测传感器且不在磁感应开关检测传感器的检测范围，并且该损伤位置经过激光测距传感器且激光测距传感器对该轨道损伤位置的检测距离大于一阈值，则控制器通过光电开关检测传感器对应指定的flag板的位置以及大车行走驱动电机的编码器指定的脉冲数以确定轨道式起重机的位置及轨道的损伤位置。
7.一种基于flag板的码头内起重机轨道的检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的检测系统，该检测方法包括以下顺序执行的步骤：
8.根据权利要求7所述的基于flag板的码头内起重机轨道的检测方法，其特征在于，于步骤3中，控制器通过第一定位信息、对应磁感应开关检测传感器的反应时间的速度位置补偿值单独获得对应磁感应开关检测传感器的第一断轨位置值，控制器通过第一定位信息、对应激光测距传感器的反应时间的速度位置补偿值单独获得对应激光测距传感器的第二断轨位置值；控制器通过第一断轨位置值与第二断轨位置值进行相互校验，从而获得轨道损伤位置的精准定位。
9.一种基于flag板的码头内起重机轨道的检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一项所述的检测系统，该检测方法包括以下顺序执行的步骤：
10.根据权利要求9所述的基于flag板的码头内起重机轨道的检测方法，其特征在于，于步骤s3中，轨道损伤位置的精准定位由大车位置值f、激光测距传感器的安装坐标值和磁感应开关检测传感器的安装坐标值决定；
