[发明专利]一种集装箱锁销拆卸视觉系统

说明书

本发明涉及一种集装箱锁销拆卸视觉系统，包括视觉识别系统和视觉测距系统，视觉识别系统和视觉测距系统均连接有双目相机模块，视觉识别系统的数据处理过程包括采用预先建立并训练好的Yolo‑V4tiny锁销模型识别锁销的种类，通过通道修剪算法修剪训练后的Yolo‑V4tiny锁销模型中的冗余通道和权重参数；视觉测距系统的数据处理过程包括：双目相机标定步骤和视觉测距步骤，双目相机标定步骤通过基于双目平行极线约束的天牛须搜索算法优化双目相机立体标定参数，视觉测距步骤利用矩形顶点特征的Harris算法检测出四个角点得到像素坐标结合优化后的双目相机立体标定参数，实现对待测距点的精确定位。与现有技术相比，本发明提高了对集装箱锁销的识别准确度和测距精度。

技术领域

本发明涉及集装箱锁销自动拆卸技术领域，尤其是涉及一种集装箱锁销拆卸视觉系统。

背景技术

近年来自动化码头的发展十分火热，机械臂拆卸集装箱锁销对于自动化码头来说不可或缺，视觉识别技术和视觉测距技术应用在机械臂拆卸集装箱锁销的过程中必不可少，由于集装箱锁销的种类十分丰富，每类集装箱锁销对应的拆卸夹具也不一样，所以对于机械臂拆卸集装箱锁销来说，需要两步来完成，第一步，先通过视觉识别技术识别出待拆卸集装箱锁销的类别，接着机械臂装上对应的夹具；第二步，通过视觉测距技术测量出夹具到集装箱锁销的距离，使机械臂能够精准的完成对集装箱锁销的拆卸。

对于视觉识别技术，如果识别集装箱锁销类别的准确度不高，会使得机械臂安装错误的夹具，导致机械臂无法拆卸集装箱锁销；对于视觉测距技术，如果测量夹具到集装箱锁销的距离不够精确，一方面会导致机械臂无法拆卸集装箱锁销，另一方面还可能损坏夹具、集装箱锁销和机械臂自身，因此对于机械臂拆卸集装箱锁销的视觉识别技术和视觉测距技术研究是十分必要的。

目前视觉识别技术和视觉测距技术的运用领域十分广泛，现有的自动识别技术有条形码识别技术、IC卡识别技术、光学字符识别技术和射频技术识别等等，但是应用在机械臂拆卸集装箱锁销中的识别技术比较少；现有的测距技术有超声波测距技术、红外线测距技术、电涡流测距技术、雷达测距技术和激光测距技术等等，但是应用在机械臂拆卸集装箱锁销中的测距技术比较少。

对于识别技术，目前存在的识别技术对于机械臂拆卸集装箱锁销的实用性不高，如条形码识别技术利用光电转换器和光学知识完成对条形码的识别；IC卡识别技术利用电磁波在寻呼器和应答器之间通信完成对IC卡的识别；光学字符识别技术利用光学的方式将纸质文档中的文字转换成为黑白点阵的图像文件，并通过识别软件将图像中的文字转换成文本格式，供文字处理软件进一步编辑加工的技术；射频识别技术利用发射天线发送一定频率的射频信号，射频卡进入工作区域后产生感应电流，获得能量激活，将自身信息发生出去完成射频的识别；图像识别技术利用图像分割、图像特征提取和分类器的识别完成对图像的识别，这项技术被广泛应用于人脸识别、车牌识别、字迹识别等等，但是没有应用于集装箱锁销的图像识别技术。这些识别技术并不适用于对集装箱锁销的识别。

对于测距技术，目前应用的测距技术对于机械臂拆卸集装箱锁销存在各种各样的缺点，如电涡流测距技术容易受环境磁场影响；超声波测距技术不适宜测量较近物体，存在测量盲区；红外线测距技术受环境影响大；激光测距技术难以实现机械臂到达需要拆卸集装箱锁销的位置对该锁销实现拆卸；视觉测距技术单独应用于集装箱锁销的测距来说难以实现，因为集装箱锁销的测距点在待测距图像中不易定位，需要结合相关算法来完成对集装箱测距点的定位以实现对集装箱锁销的测距。使用这些技术无法保证机械臂可以高精度的完成集装箱锁销的拆卸，这样会使得机械臂在拆卸锁销的过程中损坏夹具、集装箱锁销和机械臂自身，影响自动化码头的工作效率，造成难以估量的损失。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在集装箱锁销拆卸系统对集装箱锁销识别准确度和测距不高的缺陷而提供一种集装箱锁销拆卸视觉系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：