[發明專利]一種基于視覺的集裝箱自動對接起吊系統及起吊方法

有效

• 申請號: 201710033758.9
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106809730B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 李靜;王軍政;汪首坤;宋曉寧;趙江波;馬立玲;沈偉;李金倉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B66C13/08
• 分類號: B66C13/08;B66C13/16;G05B19/04
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 溫子云;仇蕾安

本發明公開了一種基于視覺的集裝箱自動對接起吊系統及起吊方法。圖像采集設備安裝在起吊平臺頂部的頂角處，對集裝箱上安裝的對接角件進行圖像采集；圖像處理系統對圖像中的對接角件進行位置識別，根據對接角件與目標對接位置的位置關系，解算令起吊平臺的對接部位向對接位置運動的運動參數，并傳送給控制系統；控制系統根據所接收的運動參數控制起吊平臺的運動，從而調節起吊平臺的位置和角度，直到起吊平臺的對接部位與集裝箱的對接角件對接，最后實現集裝箱起吊。本發明能夠克服在起吊平臺與集裝箱對接角件進行對接時，傳統方法所產生的對接工時長，效率低的缺陷。

技術領域

本發明屬于起重運輸設備領域，涉及一種基于視覺的集裝箱自動對接起吊系統及起吊方法，尤其涉及一種集裝箱起吊過程中，實現集裝箱對接角件自動識別并定位，進而實現集裝箱自動對接起吊的方案。

背景技術

隨著國內經濟的發展，集裝箱物流運輸增長快速，集裝箱起重機械運輸在現代物流、國民生產各領域中發揮著極其重要的作用。在現有的集裝箱起吊過程中，往往用的方法是人工操作，需要幾個工人協同工作。要有工人在集裝箱周邊對集裝箱對接部位進行觀察，并告知工友對起吊平臺進行操作，進而實現起吊平臺與集裝箱的對接。這種對接起吊方法耗時長，效率低，所需工人較多，造成勞動力浪費。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于視覺的集裝箱自動對接起吊系統及起吊方法，能夠克服在起吊平臺與集裝箱對接角件進行對接時，傳統方法所產生的對接工時長，效率低的缺陷；能夠提高勞動生產率，提升智能化制造水平。

為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的：

首先，本發明提供的基于視覺的集裝箱自動對接起吊系統，包括：視覺系統、起吊平臺、控制系統和安裝在集裝箱的對接角件；視覺系統由圖像采集設備和圖像處理系統組成；其中，

起吊平臺為四自由度平臺，可以進行直角坐標系中X、Y、Z三個方向的平移運動，以及繞Z軸的旋轉運動；

圖像采集設備為2個，包括攝像機A(10)和攝像機B(11)，通過支撐架安裝在起吊平臺頂部的2個頂角處，并分別位于起吊平臺頂面一條邊的兩端，用于采集對接角件的圖像并傳送給圖像處理系統；攝像機A、攝像機B的光軸與所在起吊平臺角位置上的對接部位的軸線四者在同一平面內；攝像機A、攝像機B的光軸與所在起吊平臺角位置上的對接部位的軸線之間具有相同角度α；

圖像處理系統，用于對所接收圖像中的對接角件進行位置識別，根據對接角件與目標對接位置的位置關系，解算令起吊平臺的對接部位向對接位置運動的運動參數，并傳送給控制系統；所述運動參數包括起吊平臺的旋轉參數θ和三個方向的平移參數ΔX、ΔY、ΔZ；

控制系統，用于根據所接收的運動參數控制起吊平臺的運動，從而調節起吊平臺的位置和角度，直到起吊平臺的對接部位與集裝箱的對接角件對接，最后實現集裝箱起吊。

優選地，所述圖像采集設備進一步包括通過支撐架安裝在起吊平臺另外一個頂角的攝像機C(12)；攝像機B和攝像機C位于起吊平臺頂面另一條邊的兩端；攝像機C的光軸與所在起吊平臺角位置上的對接部位的軸線在同一平面內；攝像機B和攝像機C的光軸平行；攝像機C的光軸與所在起吊平臺角位置上的對接部位的軸線之間的角度也為α。

優選地，對接角件的頂面開設有對接孔洞；所述圖像處理系統對對接角件頂面的對接孔洞進行位置識別，獲得對接孔洞中心位置的當前坐標；根據所述當前坐標與已知的目標對接位置坐標進行比對，解算令起吊平臺的對接部位向對接角件運動的運動參數。

優選地，所述圖像處理系統解算獲得運動參數的過程為：