[发明专利]一种基于计算机视觉技术的集卡定位自动引导系统及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及集装箱码头或堆场的集装箱起重机下的集卡车定位技术领域，尤其涉及一种基于计算机视觉技术的集卡定位自动引导系统及其使用方法。

背景技术

计算机视觉是指用各种成像系统代替人眼作为输入手段，对目标进行识别、跟踪和测量，由计算机代替大脑对获取图像进行进一步处理和分析。它与机器人视觉有很多相似之处，主要区别在于,计算机视觉对精度要求相对较高，但对速度及实时性要求相对较低，这一特性正好符合集卡车自动定位引导。

集装箱起重机下集卡车能否快速准确定位，不仅影响集装箱起重机的作业效率，也同时影响到集卡车司机及起重机的安全作业。目前现有的集卡车定位系统(简称CPS)包括激光扫描、中央处理及显示牌提示三个部分，其原理是通过激光扫描器实时检测集卡车位置，将集卡车实时位置与理论位置对比，将对比结果通过显示器指示司机准确定位。这种系统的核心部件是激光扫描仪，仅该仪器价格就高达4~5万，而且寿命不长，使用维保成本都很高；此外，激光扫描仪对环境要求较高，雾气、雨水都会对激光扫描仪的准确性产生影响，而且处于室外的工作环境，激光扫描仪的镜头上极易粘附灰尘，从而影响激光扫描仪的正常工作和定位的准确性，因此激光扫描仪需要定期的进行擦拭及保养。

集卡车定位系统作为集装箱装卸过程中一项非必要组成，一次性的高成本投入和高额的维护费用，对于其所能起到的作用，显然投入产出比过低，因此一种价格低廉的集卡车定位引导系统就成了业界的一种期待。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种基于计算机视觉技术的集卡定位自动引导系统及其使用方法，其利用计算机视觉技术，由图像处理软件对比目标特征的现场实时位置与理论位置作出提示；设备简单，成本低廉，维护方便，提示简洁明了，定位效率高，能够全天候工作。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种基于计算机视觉技术的集卡定位自动引导系统，包括有安装有图像处理软件的主控机、能够实时连接拍摄的摄像设备、用于储存和提供待操作箱信息的服务器以及用于提示司机操作的显示牌，主控机与服务器连接并根据指令从服务器获取信息，主控机由图像处理软件预先设定集卡车定位目标特征及其理论位置，摄像设备摄取现场图像获取目标特征及其实时位置并传输至主控机，由主控机中的图像处理软件对目标特征的实时位置与理论位置进行比较分析，比较结果通过显示牌显示，司机根据显示牌提示完成集卡车定位。

优化的技术措施还包括：

上述的目标特征为集卡车拖板上的锁销或集装箱前后箱角或集装箱前后箱角上的锁孔。。

上述的摄像设备为摄像机或者相机。

上述的摄像设备安装于起重机横梁的中心。

上述的主控机为工业电脑或PLC控制器。

上述的显示牌上用LED指示灯组成的箭头提示前进或者后退。

上述的显示牌上还可设置有语音提示装置。

上述的摄像设备与主控机之间采用无线或有线传输连接。

上述的主控机与所述服务器之间通过数据I/O接口连接配合。

一种基于计算机视觉技术的集卡定位自动引导系统的使用方法：其特征是：包括以下步骤：

步骤一：司机将集卡车开到起重机下作业的贝位上；

步骤二：主控机通过射频识别技术或图像识别技术识别集卡车号，该主控机根据所在贝位号结合集卡车号，从服务器获取待作业箱尺寸信息，进而确定目标特征的在起重机下的理论位置；

步骤三：自动触发定位自动引导系统的摄像设备工作,摄像设备摄取现场图像并通过图像处理软件分析，获取其中的目标特征的实时位置并传输至主控机；

步骤四：主控机将获得的目标特征的实时位置与理论位置作比较分析，得出目标特征与理论位置的偏离方向；

步骤五：比较分析结果传输至显示牌，并在显示牌上作出相应方向提示；

步骤六：司机根据显示牌上的提示完成集卡车的定位。

本发明的一种基于计算机视觉技术的集卡定位自动引导系统，利用计算机视觉技术，由能够实时连接拍摄的摄像设备摄取现场的实时图像并获取目标特征的实时位置，传输至安装有图像处理软件的主控机，由图像处理软件将获取图像数据进行分析，获得其中的目标特征及其实时位置与理论位置作对比分析，对比结果传输至显示牌引导司机完成集卡车的准确定位。本自动引导系统装备简单，投入成本低，维护简单，其克服了激光扫描仪投入高，维护频繁，对天气、环境要求较高的缺点，可实现全天候工作；