[发明专利]一种基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法

权利要求书

1.一种基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：在吊具上设置若干相机，各相机分别获取吊具下方已抓取的集装箱以及地面上预设的各箱角线标识的图像，并将图像输出至图形处理设备；

S2：图像处理设备对接收到的图像进行预处理，提高对比度并得到二值化后的箱角线标识图像；

S3：根据地面上预设的各箱角线标识的特征，对二值化后的箱角线标识图像进行连通域分析，进行边缘提取，并进一步提取箱角线标识的边缘位置的角点；

S4：构建吊具坐标系，以吊具的中心为原点，吊具坐标系的X轴的方向与吊具的短边延伸方向平行，吊具坐标系的Y轴方向与吊具的长边的延伸方向平行，吊具坐标系的Z轴垂直于地面向上；根据各相机获取的箱角线标识的边缘位置的角点的像素坐标，通过坐标转换获得其在吊具坐标系下的坐标，得到吊具相对于各地面箱角线标识的位姿；

S5：根据已获得的吊具相对于地面箱角线的位姿，进一步调整门机大车或者小车的平移量以及吊具的旋转角度，并驱动门机移动或者吊具旋转到位后，控制吊具进一步下降，使吊具上已抓取的集装箱放置在地面各箱角线限定的区域范围内，实现首层集装箱自动着箱。

2.根据权利要求1所述的一种基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法，其特征在于：所述地面上预设的各箱角线标识，是在集装箱待放置位置对应的集装箱顶点处的地面设置的图形标识，相邻的各集装箱顶点处的图形标识对称设置，各箱角线标识的颜色与地面不同。

3.根据权利要求2所述的一种基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法，其特征在于：所述图像处理设备对接收到的图像进行预处理，是将各相机获取的RGB图像进行裁剪，裁剪出包含集装箱箱角线标识对应区域的固定尺寸的RGB图像；对裁剪后的固定尺寸的RGB图像进行滤波降噪处理，随后将滤波降噪的固定尺寸的RGB图像转换成灰度图像；对该灰度图像进行形态学滤波和二值化处理。

4.根据权利要求3所述的一种基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法，其特征在于：所述对裁剪后的固定尺寸的RGB图像进行滤波降噪处理，是将相机获取的彩色RGB图像裁剪后包含集装箱箱角线标识对应区域的400像素×600像素的RGB图像后滤波，滤波处理公式如下：其中，I_q为输入图像，即裁剪后包含集装箱箱角线标识对应区域的400像素×600像素的RGB图像；I_p为滤波后的输出图像；和分别为空间距离权重和像素距离权重：W_p为滤波窗口内每个像素值的权重和，q为滤波窗口的中心点；p为滤波窗口内的任一点；(x_i,y_i)为输入图像上当前点的位置，Gray(x_i,y_i)为输入图像的当前点的灰度值；(x_c,y_c)为输入图像的中心点位置，Gray(x_c,y_c)为输入图像中心点的灰度值；σ_s、σ_r为空间域标准差和像素域标准差。

5.根据权利要求4所述的一种基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法，其特征在于：所述将滤波降噪的固定尺寸的RGB图像提高对比度并得到二值化后的箱角线标识图像，是将滤波降噪处理后的固定尺寸的RGB图像，按以下公式进行转换为三通道图像：C₁、C₂和C₃为三通道图像的三个通道，R、G和B为滤波降噪的固定尺寸的RGB图像的红、绿和蓝三通道值；由C₁、C₂和C₃三个通道构建新的灰度图像，该灰度图像的像素值Gray(i₀,j₀)计算公式为：(i₀,j₀)为灰度图像中的像素点；对灰度图像进行形态学滤波，然后进行二值化处理，得到二值化图像，令二值化图像中箱角线标识区域轮廓范围内的所有像素值为255，二值化图像中除箱角线标识区域的部分像素值为0。