在智慧港口与自动化堆场建设进程中，轮胎式龙门吊（RTG）的自主定位与导航能力是实现全流程无人化作业的核心瓶颈。传统RTG定位导航依赖人工驾驶或单一GPS定位，存在三大突出痛点：一是人工驾驶劳动强度大、作业效率受限，且易因疲劳操作引发安全隐患；二是GPS在堆场集装箱遮挡、室内仓储等场景下信号衰减严重，定位精度不足，难以满足自动化作业需求；三是传统导航方式对环境适应性差，雨雪、粉尘等恶劣天气易导致定位失效。基于机器视觉与激光雷达融合的自主定位与导航技术，通过双传感优势互补，构建全天候、高精度的定位导航体系，为RTG自动化升级提供核心支撑。
该技术体系以“多传感融合感知+智能算法决策+精准执行控制”为核心架构，实现定位导航全流程自主化。感知层采用机器视觉与激光雷达协同工作模式：在RTG门架顶部及小车架上部署高清工业相机组成视觉监测网络，通过图像识别算法实时捕捉堆场地面标识、集装箱箱角特征点及环境纹理信息，完成相对位置校准；同时搭载3D激光雷达对作业区域进行全域扫描，快速构建三维环境模型，精准识别障碍物位置、集装箱堆垛高度等空间信息，弥补机器视觉在强光、逆光等复杂光照条件下的识别短板。通过数据融合算法对两种传感器采集的信息进行互补验证，有效过滤环境干扰，提升感知精度与可靠性。
定位导航核心算法层实现动态精准定位与智能路径规划。定位算法采用“全局定位+局部修正”策略，融合激光雷达点云匹配与视觉特征匹配结果，结合惯性测量单元数据，实现厘米级精准定位，确保RTG在堆场内行走、转向、对位等操作的精度要求；针对堆场集装箱频繁移动的动态场景，开发自适应路径规划算法，可实时规避作业区域内的障碍物、其他设备及人员，自动生成最优行走路径，同时支持预设路径的灵活调整与优化。借助5G专网的低时延、大带宽特性，定位导航数据可实时传输至中控平台，实现全局可视化监控与调度。
系统还具备强大的环境适应性与安全防护能力。通过优化传感器硬件防护等级，配备防尘、防水、防盐雾外壳，适配港口高湿度、高盐雾的恶劣作业环境；研发专用滤噪算法，对激光雷达扫描数据进行多次回波过滤处理，有效应对雨雪、粉尘天气对感知精度的影响，保障全天候连续作业。安全防护方面，构建“激光雷达防撞+视觉监测预警+联锁制动”三重防护网，当检测到人员闯入或设备接近安全阈值时，立即触发声光报警并执行紧急制动，全面提升作业安全性。
该技术的应用显著推动RTG作业模式升级：其一，实现全流程自主化作业，无需人工驾驶，单名操作员可远程监管多台设备，作业效率提升20%以上；其二，厘米级定位精度确保集装箱抓取、堆放的精准性，减少碰撞损耗；其三，降低对人工经验的依赖，大幅减少人为操作失误，同时降低设备运维成本与人员安全风险。目前，该技术已在天津港、台州港等多个自动化码头项目中成功应用，为智慧港口建设提供了关键技术支撑，推动堆场作业向高效、安全、智能的数字化生态转型。
