本申请涉及集装箱装卸安全技术领域，具体而言，涉及一种集装箱起吊方法、装置及系统。
背景技术：
f-tr(鹰头)型锁闭装置是我国铁路集装箱运输的主力车型所采用的一种防止集装箱在运输过程中倾覆、移位的设备。f-tr型锁自2007年投入运用以来，因其结构简单，经久耐用，锁固性和顺畅性适中等优点，目前已经成为我国铁路集装箱运输平车主力锁型。f-tr型锁独特的作用原理、结构设计和技术特性，较好的保证了集装箱平车运输安全。
但在集装箱卸车作业时，集装箱的箱体锁孔角件会与f-tr锁体发生卡滞现象。这种情况可能造成集装箱箱体与f-tr锁体产生卡锁连接，导致起吊时箱体与平车车体勾连一并起升，造成车辆制动阀顶梁阀杆折断及脱轨事故，危险系数较大。
技术实现要素：
本申请的目的在于提供一种集装箱起吊方法、装置及系统，以解决现有技术中集装箱箱体与f-tr锁体产生卡锁连接，导致起吊时箱体与平车车体勾连一并起升，危险系数较大的问题。
为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供一种集装箱起吊方法，应用于集装箱起吊系统的控制器，用于对平车上的集装箱进行起吊，所述集装箱起吊系统还包括激光测距模块、测重模块、通信模块、吊具以及起升电机，所述激光测距模块设置于所述吊具上，所述测重模块设置于所述吊具的旋锁处，所述激光测距模块和所述测重模块均与所述通信模块电连接，所述通信模块与所述控制器连接，所述控制器与所述起升电机电连接，所述方法包括：获取所述激光测距模块采集的所述吊具与所述平车之间的距离信息；获取所述测重模块采集的所述吊具吊起物的重量信息；依据所述距离信息和所述重量信息判断所述集装箱是否与所述平车勾连，并在所述集装箱与所述平车未发生勾连时，控制所述起升电机转动以带动所述吊具起吊所述集装箱。
上述技术方案中通过激光测距模块采集的距离信息和测重模块采集的重量信息共同来判断集装箱是否与平车勾连，提高了勾连判断的准确性，并在判定集装箱未与平车发生勾连时，控制起升电机转动以带动吊具起吊集装箱，保证了集装箱的起吊是在未发生勾连的情况下进行的，有效规避了集装箱与f-tr锁体产生卡锁连接以致集装箱与平车发生勾连带来的连锁事件，大大降低了集装箱在起吊过程中的危险系数。
在一种可能的实施方式中，所述集装箱起吊系统还包括编码器，所述编码器与所述起升电机机械连接，且与所述控制器电连接，所述方法还包括：获取所述编码器依据所述起升电机转动得到的当前编码数值，并在所述当前编码数值为预设编码值时，控制所述起升电机停止转动，并执行所述获取所述激光测距模块采集的所述吊具与所述平车之间的距离信息的步骤。
上述技术方案中通过设置编码器对起升电机的转动进行统计，得到当前编码数值，并在当前编码数值为预设编码值时，控制起升电机停止转动并重新获取距离信息和重量信息来判断集装箱和吊具是否发生勾连。通过定点停止进行勾连判断，来提高吊具起吊集装箱的操作过程的安全性。
在一种可能的实施方式中，所述预设编码值包括第一编码值、第二编码值和第三编码值，所述第一编码值小于所述第二编码值，所述第二编码值小于所述第三编码值。
上述技术方案中通过设置三个依次增大的第一编码值、第二编码值和第三编码值，采用多次定点停止进行勾连的判断，提高了判断的准确性，进一步提高了吊具起吊集装箱的操作过程的安全性。
第二方面，本申请实施例提供一种集装箱起吊装置，应用于集装箱起吊系统的控制器，用于对平车上的集装箱进行起吊，所述集装箱起吊系统还包括激光测距模块、测重模块、通信模块、吊具以及起升电机，所述激光测距模块设置于所述吊具上，所述测重模块设置于所述吊具的旋锁处，所述激光测距模块和所述测重模块均与所述通信模块电连接，所述通信模块与所述控制器连接，所述控制器与所述起升电机电连接，所述集装箱起吊装置包括：获取模块，用于获取所述激光测距模块采集的所述吊具与所述平车之间的距离信息；获取所述测重模块采集的所述吊具吊起物的重量信息；处理模块，用于依据所述距离信息和所述重量信息判断所述集装箱是否与所述平车勾连，并在所述集装箱与所述平车未发生勾连时，控制所述起升电机转动以带动所述吊具起吊所述集装箱。
第三方面，本申请实施例提供一种集装箱起吊系统，用于对平车上的集装箱进行起吊，所述集装箱起吊系统包括激光测距模块、测重模块、通信模块、吊具、控制器以及起升电机，所述激光测距模块设置于所述吊具上，所述测重模块设置于所述吊具的旋锁处，所述激光测距模块和所述测重模块均与所述通信模块电连接，所述通信模块与所述控制器连接，所述控制器与所述起升电机电连接；所述激光测距模块用于采集所述吊具与所述平车之间的距离信息并传输至所述控制器；所述测重模块用于采集所述吊具吊起物的重量信息并传输至所述控制器；所述控制器用于依据所述距离信息和所述重量信息判断所述集装箱是否与所述平车勾连，并在所述集装箱与所述平车未发生勾连时，控制所述起升电机转动以带动所述吊具起吊所述集装箱。
相对于现有技术，本申请实施例所提供的一种集装箱起吊方法、装置及系统，通过激光测距模块采集的距离信息和测重模块采集的重量信息共同来判断集装箱是否与平车勾连，提高了勾连判断的准确性，并在判定集装箱未与平车发生勾连时，控制起升电机转动以带动吊具起吊集装箱，保证了集装箱的起吊是在未发生勾连的情况下进行的，有效规避了集装箱与f-tr锁体产生卡锁连接以致集装箱与平车发生勾连带来的连锁事件，大大降低了集装箱在起吊过程中的危险系数。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1示出了本发明实施例提供的集装箱起吊系统的方框示意图。
图2示出了本发明实施例提供的激光测距模块和测重模块的第一安装示意图。
图3示出了本发明实施例提供的激光测距模块和测重模块的第二安装示意图。
图4示出了本发明实施例提供的一种集装箱起吊方法的流程图。
图5示出了本发明实施例提供的受力分析图。
图6示出了本发明实施例提供的另一种集装箱起吊方法的流程图。
图7示出了本发明实施例提供的集装箱起吊装置的方框示意图。
图中：100-集装箱起吊系统；110-激光测距模块；111-第一激光传感器组；112-第二激光传感器组；113-第三激光传感器组；114-第四激光传感器组；115-第五激光传感器组；120-测重模块；121-第一称重传感器；122-第二称重传感器；123-第三称重传感器；124-第四称重传感器；130-通信模块；140-控制器；150-起升电机；160-吊具；170-编码器；180-显示屏；190-报警器；200-集装箱起吊装置；201-获取模块；202-处理模块；300-集装箱。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件能以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
名词解释：
吊具：在起重机小车上通过钢丝绳吊装了一个“吊具”，可以通过收放钢丝绳实现升降，吊具主梁具有两对可伸缩的水平“吊臂”，吊臂底面两端带有可旋转的“锁销”，锁销插入集装箱锁孔并旋转后可实现与集装箱的紧固连接，吊具按需要装卸的集装箱的箱型伸缩吊臂，使锁销与集装箱的上表面锁孔对准，实现对集装箱的吊运；
平车：用于装载集装箱，平车上有f-tr锁用于固定集装箱。平车上8个f-tr锁，每个集装箱，无论是一个40呎的还是一个20呎的，均只使用4个f-tr锁，当两个20呎的放在一个平车上，就8个锁都用上了。
集装箱由平车上的四个f-tr锁固定，当发生集装箱与f-tr锁勾连时，平车会被吊起，从而导致车辆脱轨事故。
当起吊40英尺的集装箱时，在平车被吊起时，可能发生的情况有：
第一：四个f-tr锁均发生勾连，此时，吊具的旋锁所承受的重量为集装箱重量与平车所吊起的重量之和；而此时，激光测距传感器就不能检测到四角距离的差异了。
第二：三个f-tr锁发生勾连，此时，吊具的旋锁承受的重量为集装箱重量和平车所吊起的重量之和，发生勾连的三个f-tr锁平车所吊起的重量；在这种情况下，剩下的那个f-tr锁尽管未发生勾连，但是也不承受平车的车体重量，因此，会产生偏载；若吊具对中情况很好，有发生勾连的f-tr锁中的对角的两个承受了车体的大部分重量，因此，另外两个就只承受了集装箱的重量；而此时，激光测距传感器就不一定能检测到四角距离的差异了，此时，吊具对中良好、集装箱偏载足够小。
第三：两个f-tr锁发生勾连，可分为以下三种情况：
a，车体沿铁道方向一侧的两个f-tr锁发生勾连，此时，由于平车车体一侧被吊起，这两个f-tr锁要承受车体的部分重量；且吊具此侧的称重传感器会检测到平车车体部分重量加载到吊具上；同时由于车体发生倾斜，激光传感器可测量到平车车体与吊具之间的四个距离变化，其中勾连一侧的距离要小于未发生勾连的一侧；
b，车体沿铁道方向一端的两个f-tr锁发生勾连，此时，由于平车车体一端被吊起，这两个f-tr锁要承受车体的部分重量；且吊具此端的称重传感器会检测到平车车体部分重量加载到吊具上；同时由于车体发生倾斜，激光传感器可测量到平车车体与吊具之间的四个距离变化，其中勾连一端的距离要小于未发生勾连的一端；
c，车体对角的两个f-tr锁发生勾连，吊具所承受的重量为集装箱重量与平车的全部重量之和，且发生勾连的两个f-tr锁所在角的旋锁称重传感器所测的重量要大于另外两个，但不产生偏载；且吊具的称重传感器会检测到平车车体全部重量加载到吊具上；此时，平车被整体提升。
第四，一个f-tr锁发生勾连，则此角的旋锁称重传感器所测的数据为集装箱重量与平车所吊起的重量之和，则产生偏载；且吊具此角的称重传感器会检测到平车车体部分重量加载到吊具上；而且，由于这一角的平车车体被吊起，会产生倾斜，激光传感器在这一角所测数据则会小于其他三个角的数据。
当起吊20英尺的集装箱时，在平车被吊起时，可能发生的情况有：
第一，四个f-tr锁均发生勾连，此时，吊具的旋锁所承受的重量为集装箱重量与所吊起的平车重量之和；同时，由于集装箱仅处于平车的一端，因此，平车还会产生倾斜，激光传感器就会检测到距离的差别。
第二，三个f-tr锁发生勾连，在这种情况下，剩下的那个f-tr锁尽管未发生勾连，但是也不承受平车的车体重量，因此，会产生偏载；同时，由于集装箱仅处于平车的一端，因此，平车还会产生倾斜，激光传感器就会检测到距离的差别。
第三，两个f-tr锁发生勾连，可分为以下四种情况：
a，车体沿铁道方向一侧的两个f-tr锁发生勾连，此时，由于平车车体一侧被吊起，这两个f-tr锁要承受车体的部分重量，吊具此侧的称重传感器会检测到平车车体部分重量加载到吊具上；同时由于车体发生倾斜，激光传感器可测量到平车车体与吊具之间的四个距离变化，其中勾连一侧的距离要小于未发生勾连的一侧；
b，车体沿铁道方向的一端的两个f-tr锁发生勾连，此时，由于平车车体一端被吊起，这两个f-tr锁要承受车体的部分重量，吊具此端的称重传感器会检测到平车车体部分重量加载到吊具上；同时由于车体发生倾斜，激光传感器可测量到平车车体与吊具之间的四个距离会产生不同，其中勾连一端的距离要小于未发生勾连的一端；
c，平车车体中部的两个f-tr锁发生勾连，这两个f-tr锁要承受车体的部分重量，吊具此端的称重传感器会检测到平车车体部分重量加载到吊具上；同时由于车体中部发生勾连，倾斜的角度可能较小，但是仍然会一端翘起，激光传感器可测量到平车车体与吊具之间的四个距离不一致，其中勾连一端的距离要大于未发生勾连的一端；
d，集装箱对角的两个f-tr锁发生勾连，吊具所承受的重量为集装箱重量与平车的部分重量之和，且发生勾连的两个f-tr锁所在角的旋锁称重传感器所测的重量要大于另外两个，由于集装箱位于平车的一端，平车仍会翘起，其中远离平车中部的称重传感器会检测到较小称重数据，因而产生偏载；且吊具的称重传感器会检测到平车车体部分重量加载到吊具上；此时，平车被整体提升。
第四，位于车体一端的一个f-tr锁发生勾连，平车部分重量会加载到此角的旋锁称重传感器，则产生偏载；而且，由于平车车体一角被吊起，会产生倾斜，激光传感器在这一角所测数据则会小于其他三个角的数据。
第五，位于车体中部的一个f-tr锁发生勾连，平车部分重量会加载到此角的旋锁称重传感器，则产生偏载；而且，由于平车车体一侧被吊起，会产生倾斜，发生勾连这一侧的两组激光传感器在所测数据则会小于另一组两个传感器数据。
综合以上情况，现有技术中单从任何一种标准来判断是否发生勾连都是不准确的，要满足对f-tr锁勾连的完全判断，需要综合使用超载、偏载、平车倾斜来共同进行判断。
本发明实施例提供的集装箱起吊方法，应用于集装箱起吊系统100的控制器140，用于对平车上的集装箱300进行起吊，请参阅图1，图1示出了本发明实施例提供的集装箱起吊系统的方框示意图。集装箱起吊系统100包括激光测距模块110、测重模块120、通信模块130、控制器140、起升电机150、吊具160(图1中未示出)、编码器170、显示屏180以及报警器190，激光测距模块110设置于吊具160上，测重模块120设置于吊具160的旋锁处，激光测距模块110和测重模块120均与通信模块130电连接，通信模块130与控制器140连接，起升电机150、编码器170、显示屏180以及报警器190均与控制器140电连接。
激光测距模块110与通信模块130电连接，用于采集吊具160与平车、集装箱300之间的距离信息并传输至通信模块130。距离信息包括吊具160与平车之间的第一距离值、第二距离值、第三距离值和第四距离值。请结合参阅图2和图3，激光测距模块110设置于吊具160上，激光测距模块110可以包括第一激光传感器组111、第二激光传感器组112、第三激光传感器组113、第四激光传感器组114和第五激光传感器组115，第一激光传感器组111、第二激光传感器组112、第三激光传感器组113和第四激光传感器组114分别设置于吊具160的四角，第五激光传感器组115设置于吊具160的中部，每个激光传感器组至少包含一个激光接收器和一个激光发射器。激光发射器发射出激光束打到对应的承受物体上，经承受物体进行反射，回到对应的激光接收器，通过激光接收器的数据，可以推算出对应的距离。第一激光传感器组111、第二激光传感器组112、第三激光传感器组113和第四激光传感器组114的发射的激光束打在平车的车体顶面，第五激光传感器组115发射的激光束打在集装箱300顶面。
具体地，第一激光传感器组111包括第一激光发射器和第一接收器，第二激光传感器组112包括第二激光发射器和第二激光接收器，第三激光传感器组113包括第三激光发射器和第三激光接收器，第四激光传感器组114包括第四激光发射器和第四激光接收器，第五激光传感器组115包括第五激光发射器和第五激光接收器，第一激光发射器、第二激光发射器、第三激光发射器、第四激光发射器对应打在平车车顶顶面的不同位置，经平车车顶顶面反射后，分别返回到第一激光接收器、第二激光接收器、第三激光接收器和第四激光接收器处，第一激光接收器、第二激光接收器、第三激光接收器和第四激光接收器可以依据其对应的激光束发出的时间和接收到返回激光束之间的时间差、以及激光束在空气中的速度，计算出第一激光传感器组111与其对应的平车车顶位置之间的第一距离值、第二激光传感器组112与其对应的平车车顶位置之间的第二距离值、第三激光传感器组113与其对应的平车车顶位置之间的第三距离值、第四激光传感器组114与其对应的平车车顶之间的第四距离值。第五激光发射器打在集装箱300顶面，经集装箱300顶面反射后，返回到第五激光接收器处，第五激光传感器组115可以依据第五激光发射器发出的时间和第五激光接收器接收到返回激光束之间的时间差、以及第五激光发射器在空气中的速度，计算出第五激光传感器组115与集装箱300顶面之间的中部距离值。
为了提高激光测距的准确度，每个激光传感器组可以包括多个激光发射器和多个激光接收器，通过求取多个距离值的平均值来作为该激光传感器组的距离值。
测重模块120与通信模块130电连接，用于采集集装箱300的重量信息并传输至通信模块130。重量信息包括第一重量值、第二重量值、第三重量值和第四重量值。测重模块120设置于吊具160的旋锁处，测重模块120可以包括第一称重传感器121、第二称重传感器122、第三称重传感器123和第四称重传感器124，第一称重传感器121、第二称重传感器122、第三称重传感器123和第四称重传感器124分别设置于吊具160的四个旋锁处，称重传感器用于获取集装箱300起吊过程时的各个旋锁承受的重量。
具体地，第一称重传感器121设置在第一个旋锁处，用于计量第一个旋锁在起吊过程中承受的重量，得到第一重量值；第二称重传感器122设置在第二个旋锁处，用于计量第二个旋锁在起吊过程中承受的重量，得到第二重量值；第三称重传感器123设置在第三个旋锁处，用于计量第三个旋锁在起吊过程中承受的重量，得到第三重量值；第四称重传感器124设置在第四个旋锁处，用于计量第四个旋锁在起吊过程中承受的重量，得到第四重量值。本发明实施例中的称重传感器可以是，但不限于磁极变式称重传感器、液压式称重传感器、电容式称重传感器等。
通信模块130与激光测距模块110、测重模块120均电连接，且与控制器140连接，用于将激光测距模块110采集的距离信息和测重模块120采集的重量信息发送至控制器140。需要说明的是，通信模块130可以通过有线或者无线的方式实现与控制器140的连接，可以是电连接，也可以是通信连接，本发明实施例在此不作限定。具体地，通信模块130可以是，但不限于dsp芯片和半导体芯片。通信连接可通过光纤、有线宽带或专属4g通道等方式。
控制器140与通信模块130连接，且与起升电机150、编码器170、显示屏180、报警器190均电连接，用于执行集装箱起吊方法的各步骤。具体地，依据通信模块130传输过来的距离信息和重量信息判断集装箱300是否与平车勾连，并在集装箱300与平车未发生勾连时，控制起升电机150转动以带动吊具160起吊集装箱300。控制器140还可以用于控制显示屏180显示距离信息和/或重量信息进行显示，以及在判定集装箱300与平车发生勾连时，生成报警信号并发送至报警器190，以使报警器190进行报警。
上述的控制器140可以是通用处理器，包括可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，简称plc)、中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessor，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field－programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
起升电机150与控制器140电连接，且与吊具160机械连接，用于在控制器140的控制下转动以带动吊具160起吊集装箱300。
编码器170设置在起升电机150的转轴上，用于统计起升电机150转动的圈数，以此来推导出集装箱300上升的高度。
显示屏180与控制器140电连接，用于在控制器140的控制下对距离信息和/或重量信息进行显示，可以只显示距离信息，也可以只显示重量信息，还可以同时显示距离信息和重量信息，本发明实施例在此不作限定。显示屏180可以是，但不限于触摸显示屏、无交互功能的显示屏等。
报警器190与控制器140电连接，用于接收控制器140传输的报警信号，并依据该报警信号进行报警。报警器190可以是报警灯和蜂鸣器中的至少一种。报警器190可以是报警灯，也可以是蜂鸣器，还可以是集报警灯和蜂鸣器于一体的声光报警器190。
应当理解的是，图1所示的结构仅为集装箱起吊系统100的结构应用示意图，集装箱起吊系统100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
基于上述的集装箱起吊系统100，下面给出一种集装箱起吊方法可能的实现方式，该方法的执行主体可以为上述集装箱起吊系统100的控制器140，请参阅图4，图4示出了本发明实施例提供的一种集装箱起吊方法的流程图。集装箱起吊方法包括以下步骤：
s1，获取激光测距模块采集的吊具与平车之间的距离信息。
在本发明实施例中，距离信息可以包括吊具160与平车之间的第一距离值、第二距离值、第三距离值和第四距离值。激光测距模块110包括第一激光传感器组111、第二激光传感器组112、第三激光传感器组113、第四激光传感器组114，第一激光传感器组111、第二激光传感器组112、第三激光传感器组113和第四激光传感器组114分别设置于吊具160的四角。获取激光测距模块110采集的吊具160与平车之间的距离信息的步骤，包括激光测距模块110获取第一激光传感器组111采集的吊具160与平车的车顶的第一位置之间的第一距离距离值、第二激光传感器组112采集吊具160与平车的车顶的第二位置之间的第二距离距离值、第三激光传感器组113采集的吊具160与平车的车顶的第三位置之间的第三距离距离值、第四激光传感器组114采集的吊具160与平车的车顶的第四位置之间的第四距离距离值。其中，第一位置、第二位置、第三位置和第四位置可以看作是平车车顶的四角。
s2，获取测重模块采集的吊具吊起物的重量信息。
在本发明实施例中，重量信息可以包括第一重量值、第二重量值、第三重量值和第四重量值。重量信息表征的是当前吊具的旋锁所承受的重量，也是吊具吊起物的重量。测重模块120可以包括第一称重传感器121、第二称重传感器122、第三称重传感器123和第四称重传感器124。获取称重模块采集的集装箱300的重量信息的步骤，包括：获取第一称重传感器121采集的第一重量值；获取第二称重传感器122采集的第二重量值；获取第三称重传感器123采集的第三重量值；获取第四称重传感器124采集的第四重量值。
s3，依据距离信息和重量信息判断集装箱是否与平车勾连，并在集装箱与平车未发生勾连时，控制起升电机转动以带动吊具起吊集装箱。
在本发明实施例中，依据距离信息和重量信息判断集装箱是否与平车勾连的步骤，可以理解为，依据距离信息来判断平车是否倾斜，依据重量信息来判断出集装箱300是否超载和偏载，一旦检测出倾斜、超载或者是偏载中的任意一种情况，均判定集装箱300与平车发生勾连，只有在既未倾斜、又未超载、且还未偏载的情况下，判定集装箱300与平车未发生勾连。
依据距离信息和重量信息判断集装箱300是否与平车勾连的步骤，可以包括以下子步骤：
s31，依据第一距离值、第二距离值、第三距离值与第四距离值计算出最大距离差。
在本发明实施中，最大距离差是第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值之间两两作差得到多个中间距离差中最大的中间距离差。
作为一种实施方式，首先，将所述第一距离值、第二距离值、第三距离值与所述第四距离值进行两两作差，得到多个中间距离差值；其次，将所得的多个中间距离差值进行对比，将其中最大的中间距离差值作为最大距离差。
具体地，将第一距离值、第二距离值、第三距离值与第四距离值进行两两作差，得到多个中间距离差值的步骤，可以包括：第一，分别计算第一距离值与第二距离值、第三距离值、第四距离值的差值，得到三个中间距离差值；其次，再分别计算第二距离值与第三距离值、第四距离值的差值，得到两个中间距离差值，再者；计算第三距离值与第四距离值的差值，得到一个中间距离差值，共计六个中间距离差值。需要说明的是，中间距离差值表征的是距离值，故所有的中间距离差值均是绝对值。
s32，依据第一重量值、第二重量值、第三重量值与第四重量值，计算出集装箱300的当前重量值和当前偏载量。
在本发明实施例中，当前重量值w为第一重量值w1、第二重量值w2、第三重量值w3与第四重量值w4的总和，即，可以用公式表示为w＝w1 w2 w3 w4。请参阅图5，w1，w2，w3，w4分别为四个传感器所测重量，x，y分别为x向传感器距离，y向传感器距离，根据力矩平衡原则，有(w1 w2)x–w(x/2–lx)＝0；lx＝x*(1/2–(w1 w2)/w)；ly＝y*(1/2–(w1 w4)/w)。当|lx|(或|ly|)大于某一数值时，可判定为偏载。
具体举例，40呎集装箱，若w1～w4，分别为6t，7t，8t，9t，则总重为30t，查询标准，40呎集装箱锁孔中心距：x＝11985mm，y＝2259mm，因此以偏载计算得lx＝11985*(1/2–(6 7)/30)＝799mm，ly＝2259*(1/2–(6 9)/30)＝0mm，因此，可得其重心的位置偏离中心799mm。
从重量上判断，wx＝(w1 w2)-(w3 w4)代表x方向的偏载；wy＝(w1 w4)-(w2 w3)代表y方向的偏载；当|wx|(或|wy|)大于某一数值时，可判定为偏载。
只要以上两个条件满足一个，则判定为偏载。当当前重量值w大于某一数值时，可判定为超载。
在经过s31和s32之后，得到了最大距离差、当前重量值以及当前偏载量，分别将最大距离差与预设距离差、当前重量值与预设重量值、当前偏载量与预设偏载量进行对比，一旦前者大于或者等于后者，均判定集装箱300与平车发生勾连；只有所有的前者均小于后者时，才判定集装箱300与平车未发生勾连。
s33，将最大距离差与预设距离差进行对比，当最大距离差大于或者等于预设距离差时，判定集装箱与平车发生勾连。
s34，将当前重量值与预设重量值进行对比，当当前重量值大于或者等于预设重量值时，判定集装箱与平车发生勾连。
s35，将当前偏载量与预设偏载量进行对比，当当前偏载量大于或者等于预设偏载量时，判定集装箱与平车发生勾连。
s36，当最大距离差小于预设距离差、当前重量值小于预设重量值、且当前偏载量小于预设偏载量时判定集装箱与平车未发生勾连。
进一步地，为了提高获取的测量信息的准确性，本发明实施例还可以包括以下步骤：
首先，按照预设时间间隔多次获取第五激光传感器组115采集的吊具160与集装箱300之间的距离值，得到多个中部距离值；将多个中部距离值中相邻的中部距离值作差，得到多个中部距离差值；当多个中部距离差值均小于预设差值时，执行获取激光测距模块采集的吊具与平车之间的距离信息的步骤。其中，第五激光传感器组115设置于吊具160的中部，用于采集吊具160与集装箱300之间的中部距离值。
例如，在预设时间内(例如，1s)按照预设的时间间隔(例如0.2s)获取5次第五激光传感器组115采集的吊具160与集装箱300中部之间的距离值，得到5个中部距离值，分别记作第一中部距离值、第二中部距离值、第三中部距离值、第四中部距离值和第五中部距离值；然后，将这5个中部距离值中相邻的中部距离值作差，即第一中部距离值-第二中部距离值、第二中部距离值-第三中部距离值、第三中部距离值-第四中部距离值、第四中部距离值-第五中部距离值，得到4个中部距离差值，分别记作第一中部距离差值、第二中部距离差值、第三中部距离差值、第四中部距离差值；最后，将上述的4个中部距离差值均与预设差值进行对比，当4个中部距离差值均小于预设差值时，可以认为吊具160和集装箱300处于一个“相对稳定”的状态，此时，可以开始测量吊具160与平车之间的距离信息，即执行步骤s1。
进一步地，为了提高判断的准确性，以提高吊具160起吊集装箱300操作过程的安全性。在图4的基础上，图6为本发明实施例提供的另一种集装箱起吊方法的流程图。
s1，获取激光测距模块采集的吊具与平车之间的距离信息。
s2，获取测重模块采集的吊具吊起物的重量信息。
s3，依据距离信息和重量信息判断集装箱是否与平车勾连，并在集装箱与平车未发生勾连时，控制起升电机转动以带动吊具起吊集装箱。
s4，获取编码器依据起升电机转动得到的当前编码数值，并在当前编码数值为预设编码值时，控制起升电机停止转动。
在执行步骤s4之后返回步骤s1。预设编码值包括依次增大的第一编码值、第二编码值和第三编码值，第一编码值小于第二编码值，第二编码值小于第三编码值。
作为一种实施方式，由于平车车体置于转向架之上，转向架弹簧承受平车车体重量及集装箱300的重量。当提升集装箱300时，弹簧会随集装箱300的起升而释放，此时，集装箱300与车体还未分离。点动起升时，最大的优点是控制起升速度，将起升速度完全控制在最低速度，从而确保集装箱300起升时，不会因为速度太快而将平车直接带起。集装箱300最重时，弹簧会压缩70mm，空箱时，弹簧压缩约30mm，而f-tr锁头凸起处与平车车体顶面的距离约为40mm。因此，设置第一次起升量为弹簧释放量，第二次起升量为空行程，即平车车顶到f-tr锁头凸起处下段，第三次起升则越过f-tr锁头凸起处。故第一编码值的设置可以与弹簧的释放量相关，第二编码值可以与空行程有关，第三编码值可以与凸起处相关。
具体地运作流程如下：
第一步，吊具160旋锁与集装箱300顶部角件锁孔对位，让吊具160成功着箱，并使旋锁旋转90度锁闭，锁闭成功后吊具160以最小速度起升；
第二步，连续监测四个旋锁称重传感器数值，当其和大于0时，表明吊具160开始承受集装箱300重量，此时，计编码器170数值为b0；
第三步，继续监测四个旋锁称重传感器数值，吊具160稳步提升集装箱300至b1＝(b0 30)mm，通过控制器140发出停止指令，使起升电动机停止动作，此为“一次点动”；
第四步，继续监测四个旋锁称重传感器数值，吊具160稳步提升集装箱300至b2＝(b0 50)mm，通过控制器140发出停止指令，使起升电动机停止动作，此为“二次点动”；
第五步，继续监测四个旋锁称重传感器数值，吊具160稳步提升集装箱300至b3＝(b0 100)mm，通过控制器140发出停止指令，使起升电动机停止动作，此为“三次点动”；
在第三步到第五步之间的提升过程中，一旦检测到偏载、超载或者倾斜，即判定集装箱300与平车发生勾连，立即停止起升，锁定系统，并发出报警信号至报警模块以进行报警，待操作人员人工干预，此时，只能使吊具160下降。
需要说明的是，于本发明的其它实施例中，预设编码值还可以包括更多个或者是更少的编码值，例如，可以是两个编码值，或者是四个、五个编码值，还可以是更多个数的编码值，本发明实施例在此不做限定。多个编码值的设定用于实现对应次数的点动，以提高安全性。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下优势：
首先，通过激光测距模块110采集的距离信息和测重模块120采集的重量信息共同来判断集装箱300是否与平车勾连，提高了勾连判断的准确性，并在判定集装箱300未与平车发生勾连时，控制起升电机150转动以带动吊具160起吊集装箱300，保证了集装箱300的起吊是在未发生勾连的情况下进行的，有效规避了集装箱300与f-tr锁体产生卡锁连接以致集装箱300与平车发生勾连带来的连锁事件，大大降低了集装箱300在起吊过程中的危险系数。
其次，通过设置编码器170对起升电机150的转动进行统计，得到当前编码数值，并在当前编码数值为预设编码值时，控制起升电机150停止转动并重新获取距离信息和重量信息来判断集装箱300和吊具160是否发生勾连。通过定点停止进行勾连判断，来提高吊具160起吊集装箱300的操作过程的安全性。
针对上述的图4和图6的方法流程，下面给出一种集装箱起吊装置200的可能的实现方式，该集装箱起吊装置200可以采用上述实施例中的集装箱起吊系统100中的控制器140实现，请参阅图7，图7示出了本发明实施例提供的集装箱起吊装置的方框示意图。集装箱起吊装置200包括获取模块201和处理模块202。
获取模块201，用于获取激光测距模块110采集的吊具160与平车之间的距离信息；获取测重模块120采集的吊具吊起物的重量信息。
在本发明实施例中，激光测距模块110包括第一激光传感器组111、第二激光传感器组112、第三激光传感器组113、第四激光传感器组114，第一激光传感器组111、第二激光传感器组112、第三激光传感器组113和第四激光传感器组114分别设置于吊具160的四角，距离信息包括吊具160与平车之间的第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值，获取模块201执行获取激光测距模块110采集的吊具160与平车之间的距离信息的步骤，具体包括：获取第一激光传感器组111采集的第一距离值；获取第二激光传感器组112采集的第二距离值；获取第三激光传感器组113采集的第三距离值；获取第四激光传感器组114采集的第四距离值。
在本发明实施例中，激光测距模块110还包括第五激光传感器组115，第五激光传感器组115设置于吊具160的中部，获取模块201还用于按照预设时间间隔多次获取第五激光传感器组115采集的吊具160与集装箱300之间的距离值，得到多个中部距离值；将多个中部距离值中相邻的中部距离值作差，得到多个中部距离差值；当多个中部距离差值均小于预设差值时，执行获取激光测距模块110采集的吊具160与平车之间的距离信息的步骤。
在本发明实施例中，测重模块120包括第一称重传感器121、第二称重传感器122、第三称重传感器123和第四称重传感器124，第一称重传感器121、第二称重传感器122、第三称重传感器123和第四称重传感器124分别设置于吊具160的四个旋锁处，重量信息包括第一重量值、第二重量值、第三重量值和第四重量值，获取模块201执行获取测重模块120采集的集装箱300的重量信息的步骤，具体包括：获取第一称重传感器121采集的第一重量值；获取第二称重传感器122采集的第二重量值；获取第三称重传感器123采集的第三重量值；获取第四称重传感器124采集的第四重量值。
处理模块202，用于依据距离信息和重量信息判断集装箱300是否与平车勾连，并在集装箱300与平车未发生勾连时，控制起升电机150转动以带动吊具160起吊集装箱300。
在本发明实施例中，集装箱起吊系统100还包括编码器170，编码器170与起升电机150机械连接，且与控制器140电连接，处理模块202还用于获取编码器170依据起升电机150转动得到的当前编码数值，并在当前编码数值为预设编码值时，控制起升电机150停止转动，并执行获取激光测距模块110采集的吊具160与平车、集装箱300之间的距离信息的步骤。其中，预设编码值包括第一编码值、第二编码值和第三编码值，第一编码值小于第二编码值，第二编码值小于第三编码值。
在本发明实施例中，处理模块202执行依据距离信息和重量信息判断集装箱300是否与平车勾连的步骤，具体包括：依据第一距离值、第二距离值、第三距离值与第四距离值，计算出最大距离差；依据第一重量值、第二重量值、第三重量值与第四重量值，计算出集装箱300的当前重量值和当前偏载量；将最大距离差与预设距离差进行对比，当最大距离差大于或者等于预设距离差时，判定集装箱300与平车发生勾连；将当前重量值与预设重量值进行对比，当当前重量值大于或者等于预设重量值时，判定集装箱300与平车发生勾连；将当前偏载量与预设偏载量进行对比，当当前偏载量大于或者等于预设偏载量时，判定集装箱300与平车发生勾连；当最大距离差小于预设距离差、当前重量值小于预设重量值、且当前偏载量小于预设偏载量时判定集装箱300与平车未发生勾连。
在本发明实施例中，处理模块202执行依据第一距离值、第二距离值、第三距离值与第四距离值，计算出最大距离差的步骤，具体包括：将所述第一距离值、第二距离值、第三距离值与第四距离值进行两两作差，得到多个中间距离差值；将多个中间距离差值进行对比，得到最大距离差。
综上所述，本申请实施例提供的一种集装箱起吊方法、装置及系统，所述方法包括：获取激光测距模块采集的吊具与平车之间的距离信息；获取测重模块采集的集装箱的重量信息；依据距离信息和重量信息判断集装箱是否与平车勾连，并在集装箱与平车未发生勾连时，控制起升电机转动以带动吊具起吊集装箱。与现有技术相比，本发明实施例具有以下优势：通过激光测距模块采集的距离信息和测重模块采集的重量信息共同来判断集装箱是否与平车勾连，提高了勾连判断的准确性，并在判定集装箱未与平车发生勾连时，控制起升电机转动以带动吊具起吊集装箱，保证了集装箱的起吊是在未发生勾连的情况下进行的，有效规避了集装箱与f-tr锁体产生卡锁连接以致集装箱与平车发生勾连带来的连锁事件，大大降低了集装箱在起吊过程中的危险系数。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭示的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可能以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分能以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种集装箱起吊方法，其特征在于，应用于集装箱起吊系统的控制器，用于对平车上的集装箱进行起吊，所述集装箱起吊系统还包括激光测距模块、测重模块、通信模块、吊具以及起升电机，所述激光测距模块设置于所述吊具上，所述测重模块设置于所述吊具的旋锁处，所述激光测距模块和所述测重模块均与所述通信模块电连接，所述通信模块与所述控制器连接，所述控制器与所述起升电机电连接，所述方法包括：
获取所述激光测距模块采集的所述吊具与所述平车之间的距离信息；
获取所述测重模块采集的所述吊具吊起物的重量信息；
依据所述距离信息和所述重量信息判断所述集装箱是否与所述平车勾连，并在所述集装箱与所述平车未发生勾连时，控制所述起升电机转动以带动所述吊具起吊所述集装箱。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述集装箱起吊系统还包括编码器，所述编码器与所述起升电机机械连接，且与控制器电连接，所述方法还包括：
获取所述编码器依据所述起升电机转动得到的当前编码数值，并在所述当前编码数值为预设编码值时，控制所述起升电机停止转动，并执行所述获取所述激光测距模块采集的所述吊具与所述平车之间的距离信息的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设编码值包括第一编码值、第二编码值和第三编码值，所述第一编码值小于所述第二编码值，所述第二编码值小于所述第三编码值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光测距模块包括第一激光传感器组、第二激光传感器组、第三激光传感器组和第四激光传感器组，所述第一激光传感器组、第二激光传感器组、第三激光传感器组和所述第四激光传感器组分别设置于所述吊具的四角，所述距离信息包括所述吊具与所述平车之间的第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值，所述获取所述激光测距模块采集的所述吊具与所述平车之间的距离信息的步骤，包括：
获取所述第一激光传感器组采集的第一距离值；
获取所述第二激光传感器组采集的第二距离值；
获取所述第三激光传感器组采集的第三距离值；
获取所述第四激光传感器组采集的第四距离值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述激光测距模块还包括第五激光传感器组，所述第五激光传感器组设置于所述吊具的中部，所述方法还包括：
按照预设时间间隔多次获取所述第五激光传感器组采集的所述吊具与所述集装箱之间的距离值，得到多个中部距离值；
将所述多个中部距离值中相邻的中部距离值作差，得到多个中部距离差值；
当所述多个中部距离差值均小于预设差值时，执行所述获取所述激光测距模块采集的所述吊具与所述平车之间的距离信息的步骤。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述测重模块包括第一称重传感器、第二称重传感器、第三称重传感器和第四称重传感器，所述第一称重传感器、第二称重传感器、第三称重传感器和所述第四称重传感器分别设置于所述吊具的四个旋锁处，所述重量信息包括第一重量值、第二重量值、第三重量值和第四重量值，所述获取所述测重模块采集的所述集装箱的重量信息的步骤，包括：
获取所述第一称重传感器采集的第一重量值；
获取所述第二称重传感器采集的第二重量值；
获取所述第三称重传感器采集的第三重量值；
获取所述第四称重传感器采集的第四重量值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述依据所述距离信息和所述重量信息判断所述集装箱是否与所述平车勾连的步骤，包括：
依据所述第一距离值、第二距离值、第三距离值与所述第四距离值，计算出最大距离差；
依据所述第一重量值、第二重量值、第三重量值与所述第四重量值，计算出所述集装箱的当前重量值和当前偏载量；
将所述最大距离差与预设距离差进行对比，当所述最大距离差大于或者等于所述预设距离差时，判定所述集装箱与所述平车发生勾连；
将所述当前重量值与预设重量值进行对比，当所述当前重量值大于或者等于所述预设重量值时，判定所述集装箱与所述平车发生勾连；
将所述当前偏载量与预设偏载量进行对比，当所述当前偏载量大于或者等于所述预设偏载量时，判定所述集装箱与所述平车发生勾连；
当所述最大距离差小于所述预设距离差、所述当前重量值小于所述预设重量值、且所述当前偏载量小于所述预设偏载量时判定所述集装箱与所述平车未发生勾连。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一距离值、第二距离值、第三距离值与所述第四距离值，计算出最大距离差的步骤，包括：
将所述第一距离值、第二距离值、第三距离值与所述第四距离值进行两两作差，得到多个中间距离差值；
将所述多个中间距离差值进行对比，得到最大距离差。
9.一种集装箱起吊装置，其特征在于，应用于集装箱起吊系统的控制器，用于对平车上的集装箱进行起吊，所述集装箱起吊系统还包括激光测距模块、测重模块、通信模块、吊具以及起升电机，所述激光测距模块设置于所述吊具上，所述测重模块设置于所述吊具的旋锁处，所述激光测距模块和所述测重模块均与所述通信模块电连接，所述通信模块与所述控制器连接，所述控制器与所述起升电机电连接，所述集装箱起吊装置包括：
获取模块，用于获取所述激光测距模块采集的所述吊具与所述平车之间的距离信息；获取所述测重模块采集的所述吊具吊起物的重量信息；
处理模块，用于依据所述距离信息和所述重量信息判断所述集装箱是否与所述平车勾连，并在所述集装箱与所述平车未发生勾连时，控制所述起升电机转动以带动所述吊具起吊所述集装箱。
10.一种集装箱起吊系统，其特征在于，用于对平车上的集装箱进行起吊，所述集装箱起吊系统包括激光测距模块、测重模块、通信模块、吊具、控制器以及起升电机，所述激光测距模块设置于所述吊具上，所述测重模块设置于所述吊具的旋锁处，所述激光测距模块和所述测重模块均与所述通信模块电连接，所述通信模块与所述控制器连接，所述控制器与所述起升电机电连接；
所述激光测距模块用于采集所述吊具与所述平车之间的距离信息并传输至所述控制器；
所述测重模块用于采集所述吊具吊起物的重量信息并传输至所述控制器；
所述控制器用于依据所述距离信息和所述重量信息判断所述集装箱是否与所述平车勾连，并在所述集装箱与所述平车未发生勾连时，控制所述起升电机转动以带动所述吊具起吊所述集装箱。
11.根据权利要求10所述的集装箱起吊系统，其特征在于，所述集装箱起吊系统还包括显示屏和/或报警器，所述显示屏和所述报警器均与所述控制器电连接；
所述显示屏用于在所述控制器的控制下对所述距离信息和/或重量信息进行显示；
所述控制器还用于在判定所述集装箱与所述平车发生勾连时，生成报警信号并发送至所述报警器，以使所述报警器进行报警。
技术总结