[发明专利]基于多传感器融合的船舱位检测方法

说明书

本发明涉及一种基于多传感器融合的船舱位检测方法，在吊具的小车上安装激光雷达和相机，其中通过相机获取图像，识别图像中的集装箱，以及该集装箱的箱型和箱号信息，并获取图像中集装箱位置的像素坐标；通过激光雷达获取点云，将点云坐标变换为像素坐标，比较图像中的集装箱像素坐标和点云的像素坐标，将集装箱的点云从环境点云中分割出来；计算集装箱点云的质心坐标，通过小车的位置信息将质心坐标对应到世界坐标系中获得对应的世界坐标，将集装箱的箱型和箱号信息赋予这个集装箱点云。本方法采用多传感器数据融合的方法进行船舱位检测，结合激光雷达定位准确和相机更丰富的语义信息，从而使得船舱位检测可以应对更复杂的情况。

技术领域

本发明属于码头集装箱货运技术领域，具体涉及一种基于多传感器融合的船舱位检测方法。

背景技术

船舱位检测就是确定集装箱在船舱中的位置。在集装箱的装卸过程中首先要做的就是确定要抓取的集装箱的位置，防止集装箱误装误卸引起的二次运输。所以，船舱位检测是港口集装箱装卸船过程中非常重要的一环，这直接影响到了装卸的准确性和效率从而影响到国际航运公司的经济效率。随着科技的发展和进步，各个航运公司都希望借助智能化技术代替传统的人工确认的方式，从而提高船舱位检测的效率。

目前常用的技术方案大致有两类：

1)通过安装在岸桥上的PLC获取到当前的小车位置和吊具位置。在专利 “集装箱装船贝位自动识别系统及方法”（申请号：CN202010187618.9）中，发明人根据作业时的小车位置和吊具位置一个一个确认当前的集装箱位置与预配位置是否一致。这种方式存在效率低下，不能很快的发现问题，及时解决。当出现潮水涨落，不规则集装箱时，PLC的数据是不规则的，采用单一的PLC数据会出现识别失败的问题。

2)采用激光识别技术来获取集装箱的位置，然后判断当前集装箱的位置是否与预配位置是否一致。在专利“一种集装箱装卸船舶箱位自动识别系统及识别方法”（申请号：CN201711145462.2）中，发明人通过激光扫描仪和集装箱尺寸计算船舶箱位。这种方案常被用于自动化码头，传统的非自动化码头难以运用。但是，只靠单一的激光雷达的数据不能分辨单双箱同时存在情况，应用范围有限。

参考文献：

CN109795892A-一种集装箱装卸船舶箱位自动识别系统及识别方法；

CN111170158A-集装箱装船贝位自动识别系统及方法；

CN103336282B-一种自动船舱定位装置及其定位方法；

CN103196434B-一种港口集装箱定位装置和方法；

CN106291622A-一种集装箱定位装置及其定位方法；

CN108460800A-集装箱图像定位方法及系统；

CN109655855A-一种用于集装箱的定位装置及集装箱；

CN111243016A-一种集装箱自动识别与定位方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多传感器融合的船舱位检测方法，本方法采用多传感器数据融合的方法进行船舱位检测，结合激光雷达定位准确和相机更丰富的语义信息，从而使得船舱位检测可以应对更复杂的情况。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于多传感器融合的船舱位检测方法，其特征在于：在小车上安装激光雷达和相机，其中

通过相机获取图像，识别图像中的集装箱，以及该集装箱的箱型和箱号信息，并获取图像中集装箱位置的像素坐标；

通过激光雷达获取点云，将点云坐标变换为像素坐标，比较图像中的集装箱像素坐标和点云的像素坐标，将集装箱的点云从环境点云中分割出来；

计算集装箱点云的质心坐标，通过小车的位置信息将质心坐标对应到世界坐标系中获得对应的世界坐标，将集装箱的箱型和箱号信息赋予这个集装箱点云。