[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

说明书

本发明提出了一种基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法，是在吊具上的端点位置分别设置相机，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；对相机采集的图像进行预处理，提高对比度并得到二值化后的箱角线标识图像；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，获得箱角线标识的位置，进一步提取箱角线标识的边缘位置的角点；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的位姿，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。

技术领域

本发明涉及门座式起重机自动化监控技术领域，尤其涉及一种基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法。

背景技术

门座式起重机，简称门机，是电力驱动的有轨式臂架起重机，广泛应用于港口、码头或者矿山等场合。通常门机包括大车、小车以及吊具等组件，其吊具或者料斗进行不同货物的运输作业。集装箱的着箱作业，尤其是首层集装箱在地面的堆放是通过人工观察地面上箱角线的位置，然后控制吊具对准箱角线完成着箱的流程。人工操作门机时，需要人工观察地面箱角线，控制吊具精准的将集装箱放置在箱角线对应的区域内，对司机的经验要求非常高，司机注意力必须保持高度集中，很容易疲劳并影响着箱效率和精度。

为提高着箱自动化程度，提高集装箱放箱的效率，有必要提供一种箱角线自动检测定位的方法，实现对集装箱的自动着箱，以代替人工作业。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种能对首层集装箱进行精确定位及放置的基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法，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。

在以上技术方案的基础上，优选的，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。

进一步优选的，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。