[发明专利]一种基于机器视觉的铁路货运集装箱自动化装卸方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的铁路货运集装箱自动化装卸方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在轨道吊上配置PLC，在轨道吊的主梁上安装相机，相机位于列车装车道的上方，对相机进行标定，获取相机内参和外参；基于轨道吊建立世界坐标系；

S2：通过相机采集作业列车车厢的视频图像数据，通过深度学习方法提取视频图像数据中的集装箱上顶面边缘角点和车厢顶部边缘角点；

S3：根据PLC发送的集装箱的箱型及集装箱的位置，确定集装箱上顶面的边缘角点在世界坐标系下的坐标，分别求解集装箱与车厢相对于吊具的旋转角度及平移距离；

S4：在集装箱的装车厢过程中，通过深度学习方法提取车厢顶部边缘角点并判断厢内是否已放置有集装箱，若车厢内已装有集装箱，则提取该已放置的集装箱上顶面的边缘角点并计算其在世界坐标系下的坐标，否则仅计算车厢顶部的边缘角点在世界坐标系下的坐标；

S5：将装卸工况与PLC进行实时通讯，由PLC驱使吊具实现集装箱的装箱和卸箱工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的铁路货运集装箱自动化装卸方法，其特征在于，步骤S1所述对相机进行标定，获取相机内参和外参，是使用张正友相机标定法，世界坐标系的原点位于列车装车道的中心位置，世界坐标系的X轴方向为列车装车道的水平宽度方向，世界坐标系的Y轴方向为列车装车道的水平长度延伸方向，世界坐标系的Z轴方向为垂直与地面向上的方向；内参标定后的相机内参为K，f表示相机的焦距，dx和dy分别表示图像中单个像素x方向和y方向的宽度，f/dx使用像素来描述x轴方向焦距的长度，f/dy使用像素来描述y轴方向焦距的长度，u₀和v₀分别表示感光板中心在像素坐标系下的坐标；相机外参由相机坐标系相对世界坐标系的旋转向量R和平移向量T决定，本方案中，另经过张正友外参标定法标定后的相机外参

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的铁路货运集装箱自动化装卸方法，其特征在于，步骤S2所述通过相机采集作业列车车厢的视频图像数据，通过深度学习方法提取视频图像数据中的集装箱上顶面边缘角点和车厢顶部边缘角点，是采用基于深度学习的实例分割方法或者基于深度学习的目标检测方法中的任一种，由训练得到的深度学习模型提取集装箱上顶面边缘角点和车厢顶部边缘角点，并得到各边缘角点的像素坐标。