[發明專利]集裝箱圖像定位方法及系統

有效

• 申請號: 201611138623.0
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN108460800B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 黎廣宇;李林;陳旭;朱瑋瑋;原向東;陳凱
• 申請（專利權）人: 交通運輸部水運科學研究所
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06K9/32
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明公開了一種集裝箱圖像定位方法及系統，包括以下步驟：獲取組合圖像；判斷所述組合圖像是否具有集裝箱特征；若具有，則采用集裝箱輪廓的粗略定位模式或集裝箱輪廓和鎖孔結合的精密定位模式；若不具有，則處理下一幀組合圖像。本發明實施例通過對組合圖像進行數據分析，判斷其是否具有集裝箱特征，再施行相應的定位模式，從而提高了定位的精度、運算速度和穩定性。

技術領域

本發明涉及運輸技術領域，特別涉及一種集裝箱圖像定位方法及系統。

背景技術

近年來集裝箱船舶的大型化對碼頭裝卸效率提出了越來越高的要求。碼頭作業的岸橋和場橋受生產運營成本的限制無法大量增加。在此前提下，提高單機運行效率是較為可行的碼頭整體裝卸效率提升的解決方案。單機運行效率主要受機械性能和司機操作效率影響。吊具與集裝箱的對位是每次集裝箱裝卸的必要環節且難度較高，對司機的體力和精神力消耗較大，成為了影響司機操作效率的關鍵。

一般通過圖像分析和激光掃描實現集裝箱裝卸過程中的目標集裝箱定位，其中采用激光傳感器的方案已經在交通行業得到了一定范圍的應用。激光掃描器是一種可以實現長距離、無接觸的目標物體定位的技術設備。使用該設備進行集裝箱定位時，一般需要將兩臺同樣設備平行安裝于起重機主梁下方，向下方進行垂直斷面的掃描，根據掃描數據計算獲取集裝箱位置信息。該技術方案的集裝箱定位的精度取決于激光掃描傳感器的精度。滿足集裝箱定位精度的設備價格昂貴，因此該套方案初裝成本高。

第二種方法是通過圖像分析進行集裝箱定位。其中早期研究一般采用基于集裝箱邊緣識別的定位方式。該類方式采用直線檢測技術獲取集裝箱的邊緣進行位置定位，但由于方法單一且受光照等環境因素影響較大，目標的捕捉不穩定、定位精度難以提高。近年來的集裝箱定位研究逐漸將邊緣和鎖孔識別和定位技術相結合，進行組合的分析和定位。

在相關技術中，對集裝箱進行了邊緣檢測，并根據邊緣檢測結果推測鎖孔大致位置，進而進行鎖孔的精確定位，其鎖孔檢測方式使用的是圓檢測。根據集裝箱角件的標準鎖孔外形與圓形有較大偏差，針對單步的圓檢測實現鎖孔的定位并不穩定，其次，攝像機的安裝位置也有較大區別，主要的安裝位置有起重機主梁、吊具。攝像機安裝于起重機主梁的方案由于攝像機安裝位置較高，難以采集到目標集裝箱的大尺寸圖像信息，從而降低了目標定位精度。攝像機安裝于吊具可以有效的獲取大尺寸角件鎖孔的圖像信息，現有的安裝方案為吊具短邊方向的兩端。該方案可有效的獲取集裝箱一側的兩個鎖孔的圖像，但吊具與集裝箱距離較近 時無法獲取集裝箱主要外輪廓和集裝箱另一端兩個鎖孔的圖像信息。因此該定位方式僅能依靠集裝箱的兩個鎖孔圖像進行定位。其實際應用中的精度、穩定性和置信度均難以保障。從上述不難看出，攝像機安裝位置很大程度上影響了對集裝箱定位的算法實現及其精度、穩定性等性能。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種集裝箱圖像定位方法。該集裝箱圖像定位方法提高了定位的精度、運算速度和穩定性。

本發明的另一個目的在于提出一種集裝箱圖像定位系統。

為了實現上述目的，本發明的一方面公開了一種集裝箱圖像定位方法，所述方法包括以下步驟：獲取組合圖像；判斷所述組合圖像是否具有集裝箱特征；若具有，則采用集裝箱輪廓的粗略定位模式或集裝箱輪廓和鎖孔結合的精密定位模式；若不具有，則處理下一幀組合圖像。

根據本發明的集裝箱圖像定位方法，通過對組合圖像進行數據分析，判斷其是否具有集裝箱特征，再施行相應的定位模式，從而提高了定位的精度、運算速度和穩定性。

另外，根據本發明上述實施例的集裝箱圖像定位方法還可以具有如下附加的技術特征：