一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置的制作方法

1.本发明涉及集卡放箱技术领域，特别是涉及一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置。


背景技术：

2.在码头，集装箱卡车(下文简称集卡)是集装箱运输重要的物流工具。通常情况下，在将集装箱从货轮运往各地之前，集卡进入码头贝位后，工作人员会利用起重机从货轮上把集装箱吊起，移动到集卡上方，由工人根据经验或视频将集装箱放置在集卡上，其中的关键就是要求将集装箱的锁孔对准集卡上的锁头位置。
3.而这项工作常常由工人手工完成，当有大量集卡同时作业时，由于人员不足或者指挥不熟练将会大大降低集装箱放置效率。
4.为提高放置效率，目前有大量的研究人员提出了各种自动化方案来进行集卡的识别：论文(基于双目立体视觉的集装箱卡车定位方法研究。计算机应用与软件，2010)提到一种集卡定位引导方法，该方法通过跟踪算法得到卡车运动的实时位置，从而进行集卡定位。
5.论文(机器视觉技术在岸边集装箱起重机下集卡对位系统中的应用。集装箱化，2009)也提到了类似的方法，但该方法并未直接识别得到集卡锁头的准确位置，只是标记了集卡的大致轮廓，后续的搬运集装箱操作还是需要相关专业人员精确指挥；
6.并不能完全满足集装箱取放自动化的需求，为此我们提出一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置。


技术实现要素：

7.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，在全自动放箱作业过程中实现集装箱孔与集卡锁销精确自动对准，并能向asc-plc发出位置偏差信息，实现对集卡放箱的全自动作业放箱成功率，提升港口自动化工作效率。
8.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，包括网络摄像机、视频分析服务器和信号收发模块，所述网络摄像机安装于轨道吊实时获取放箱作业的视频信息，所述网络摄像机经由信号收发模块完成与视频分析服务器和轨道吊plc的信号连接，所述视频分析服务器接收网络摄像机的图像信息，并进行压缩、编码、传输、预处理、定位分割、匹配，实现对目标图像的识别分析；
9.集装箱下落过程中通过网络摄像机获取集装箱多维度空间信息，视频分析服务器通过空间信息计算当前轨道吊位置状态下吊具偏移量，轨道吊plc根据偏移量进行动态纠偏，最终完成放箱过程。
10.作业流程如下：
11.步骤一、轨道吊的吊具移动至集卡上方时，plc给网络摄像机发出开始作业信号，网络摄像机开始同步作业，实时获取视频数据至视频分析服务器；
12.步骤二、轨道吊的吊具下降放箱时，视频分析服务器动态给出对应锁座信息至轨
道吊plc，出现不对应情形可跳手动；
13.步骤三、轨道吊的吊具继续下降至集卡上方1米高时会减慢下降速度，视频分析服务器生成对应吊具纠偏数据至轨道吊plc；
14.步骤四、继续低速下降，动态纠偏直至放箱成功；
15.步骤五、轨道吊的吊具解锁集装箱时，轨道吊plc发出结束作业信号，结束作业。
16.优选的，所述网络摄像机安装于轨道吊吊车的底部两侧，并朝下俯视堆场，避免白天逆光，夜间光影导致的视觉信号缺失。
17.优选的，所述网络摄像机设计有五只，且分别安装于轨道吊吊车的底部两侧。
18.优选的，所述视频分析服务器安装部署在轨道吊机房内。
19.优选的，所述网络摄像机工作环境需求能见度大于50m。
20.优选的，所述视频分析服务器具有日志记录功能，用以保存网络摄像机的视频数据。
21.优选的，所述视频分析服务器包括b/s可视化客户端，客户端使用b/s架构部署，方便用户异地登录查看。
22.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
23.在全自动放箱作业过程中实现集装箱孔与集卡锁销精确自动对准，并能向asc-plc发出位置偏差信息，实现对集卡放箱的全自动作业放箱成功率，提升港口自动化工作效率。
附图说明
24.图1为本发明的算法逻辑图。
具体实施方式
25.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
26.参照的规范和标准
27.《软件工程国家标准》
28.《民用建筑电气设计规范》(jgj/t16-1992)
29.《工业电视系统工程设计规范》(gbjll5-1987)
30.《远动设备终端通用技术条件》(gb/t16435-1996)
31.《中国电气安装工程施工及验收规范》
32.《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》(gecs72-1995)
33.实施例
34.请参照图1所示，本发明提供一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，包括网络摄像机、视频分析服务器和信号收发模块,网络摄像机安装于轨道吊实时获取放箱作业的视频信息,网络摄像机经由信号收发模块完成与视频分析服务器和轨道吊plc的信号连接,视
频分析服务器接收网络摄像机的图像信息，并进行压缩、编码、传输、预处理、定位分割、匹配，实现对目标图像的识别分析,集装箱下落过程中通过网络摄像机获取集装箱多维度空间信息，视频分析服务器通过空间信息计算当前轨道吊位置状态下吊具偏移量，轨道吊plc根据偏移量进行动态纠偏，最终完成放箱过程。
35.在全自动放箱作业过程中实现集装箱孔与集卡锁销精确自动对准，并能向asc-plc发出位置偏差信息，实现对集卡放箱的全自动作业放箱成功率，提升港口自动化工作效率。
36.作业流程如下：
37.步骤一、轨道吊的吊具移动至集卡上方时，plc给网络摄像机发出开始作业信号，网络摄像机开始同步作业，实时获取视频数据至视频分析服务器；
38.步骤二、轨道吊的吊具下降放箱时，视频分析服务器动态给出对应锁座信息至轨道吊plc，出现不对应情形可跳手动；
39.步骤三、轨道吊的吊具继续下降至集卡上方1米高时会减慢下降速度，视频分析服务器生成对应吊具纠偏数据至轨道吊plc；
40.步骤四、继续低速下降，动态纠偏直至放箱成功；
41.步骤五、轨道吊的吊具解锁集装箱时，轨道吊plc发出结束作业信号，结束作业。
42.如图1所示，本发明公开了网络摄像机设计有五只，且分别安装于轨道吊吊车的底部两侧，并朝下俯视堆场，网络摄像机工作环境需求能见度大于50m，避免白天逆光，夜间光影导致的视觉信号缺失，减少摄像机数量和安装维护工作量，杜绝了后期地面作业人员对设备和安装环境造成的碰撞干涉几率。
43.如图1所示，本发明公开了视频分析服务器安装部署在轨道吊机房内，视频分析服务器具有日志记录功能，用以保存网络摄像机的视频数据，视频分析服务器包括b/s可视化客户端，客户端使用b/s架构部署，方便用户异地登录查看。
44.如图1所示，本发明公开了视频分析服务器具有自检功能：硬件自检功能,系统故障时发出报警信息；视频分析服务器具有自动检测安装角度是否偏差报警功能；视频分析服务器支持数据统计功能；视频分析服务器支持集中式服务器运维管理功能；服务器设备集中管理，避免现场环境恶劣导致电子元器件损坏。
45.本发明提供的一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，当集装箱被吊至某一高度时,网络摄像机的视场中可以看到集装箱和底座信息,视频分析服务器通过算法检测出底座位置，并锁定集装箱锁头和底板锁座数量和位置，通过轨道吊粗定位位置，计算出集装箱锁头和底板锁座的最佳匹配对应关系，如果对应位置未发现锁座，提前发出信号给主控plc，在集装箱下落过程中，通过网络摄像机得到集装箱空间模型，视频分析服务器通过该空间值计算当前吊具位置状态下整体吊具偏移量，轨道吊plc根据偏移量进行动态纠偏，最终完成放箱过程。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示
第一特征水平高度小于第二特征。
47.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，其特征在于：包括网络摄像机、视频分析服务器和信号收发模块；所述网络摄像机安装于轨道吊实时获取放箱作业的视频信息；所述网络摄像机经由信号收发模块完成与视频分析服务器和轨道吊plc的信号连接；所述视频分析服务器接收网络摄像机的图像信息，并进行压缩、编码、传输、预处理、定位分割、匹配，实现对目标图像的识别分析；集装箱下落过程中通过网络摄像机获取集装箱多维度空间信息，视频分析服务器通过空间信息计算当前轨道吊位置状态下吊具偏移量，轨道吊plc根据偏移量进行动态纠偏，最终完成放箱过程。2.根据权利要求1所述的一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，其特征在于：所述网络摄像机安装于轨道吊吊车的底部两侧，并朝下俯视堆场，避免白天逆光，夜间光影导致的视觉信号缺失。3.根据权利要求1所述的一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，其特征在于：所述网络摄像机设计有五只，且分别安装于轨道吊吊车的底部两侧。4.根据权利要求1所述的一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，其特征在于：所述视频分析服务器安装部署在轨道吊机房内。5.根据权利要求1所述的一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，其特征在于：所述网络摄像机工作环境需求能见度大于50m。6.根据权利要求1所述的一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，其特征在于：所述视频分析服务器具有日志记录功能，用以保存网络摄像机的视频数据。7.根据权利要求1所述的一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，其特征在于：所述视频分析服务器包括b/s可视化客户端，客户端使用b/s架构部署，方便用户异地登录查看。8.根据权利要求1所述的一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，其特征在于：作业流程如下：s1、轨道吊的吊具移动至集卡上方时，plc给网络摄像机发出开始作业信号，网络摄像机开始同步作业，实时获取视频数据至视频分析服务器；s2、轨道吊的吊具下降放箱时，视频分析服务器动态给出对应锁座信息至轨道吊plc，出现不对应情形可跳手动；s3、轨道吊的吊具继续下降至集卡上方1米高时会减慢下降速度，视频分析服务器生成对应吊具纠偏数据至轨道吊plc；s4、继续低速下降，动态纠偏直至放箱成功；s5、轨道吊的吊具解锁集装箱时，轨道吊plc发出结束作业信号，结束作业。

技术总结
本发明公开了一种用于集卡自动放箱的视觉检测装置，网络摄像机安装于轨道吊实时获取放箱作业的视频信息，网络摄像机经由信号收发模块完成与视频分析服务器和轨道吊PLC的信号连接，视频分析服务器接收网络摄像机的图像信息，并进行压缩、编码、传输、预处理、定位分割、匹配，实现对目标图像的识别分析，集装箱下落过程中通过网络摄像机获取集装箱多维度空间信息，视频分析服务器通过空间信息计算当前轨道吊位置状态下吊具偏移量，轨道吊PLC根据偏移量进行动态纠偏，最终完成放箱过程；实现集装箱孔与集卡锁销精确自动对准，并能向ASC-PLC发出位置偏差信息，实现对集卡放箱的全自动作业放箱成功率，提升港口自动化工作效率。提升港口自动化工作效率。提升港口自动化工作效率。


技术研发人员：王勇
受保护的技术使用者：上海安渊电子科技有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/7/20