[發明專利]一種基于機器視覺跟蹤的集裝箱貨柜車防吊起方法及系統

有效

• 申請號: 201710104528.7
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106986272B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 鄭智輝;唐波;張聰;韋海萍;高仕博;肖利平;張輝;周斌
• 申請（專利權）人: 北京航天自動控制研究所
• 主分類號: B66C13/48
• 分類號: B66C13/48;B66C13/16;B66C15/06;G06K9/00;G06K9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于機器視覺跟蹤的集裝箱貨柜車防吊起系統，包括輪胎吊、攝像頭、貨柜車、集裝箱、視頻報警機、中控室控制設備，攝像頭安裝于所述輪胎吊底部支架，高度與所述貨柜車的車架平齊，攝像頭的視場垂直于貨柜車行駛方向；攝像頭向視頻報警機輸入跟蹤獲得的視頻圖像，視頻報警機采用基于快速傅立葉變化在線學習的跟蹤算法對獲得的視頻圖像進行處理，當判定貨柜車被吊起時，向中控室控制設備發出報警信號。該系統能夠自動檢測集裝箱與貨柜車是否分離，從而避免人為失誤將集裝箱貨柜車誤吊起，實現對箱區堆場作業的安全預控。

技術領域

本發明屬于集裝箱貨柜車智能防吊起技術領域，具體涉及一種基于機器視覺跟蹤的集裝箱卡車自主跟蹤與防吊起預警方法。

背景技術

隨著全球集裝箱運輸的飛速發展，現代集裝箱碼頭及堆場的作業越來越繁忙，工作環境越來越復雜。目前集裝箱的起吊通常利用龍門吊或者輪胎吊，由于集裝箱裝卸作業的特殊性，在裝卸過程中時常發生由于貨柜車鎖銷未完全打開而將貨柜車被集裝箱一并帶起的事件。在堆場上利用輪胎吊進行集裝箱吊裝作業時，一般情況下可以分為以下三種工況：(1)集裝箱和貨柜車分離，此時，集裝箱和貨柜車之間存在較為均勻的間隙，稱之為“完全分離狀態”；(2)集裝箱和貨柜車部分分離，即集裝箱的一端與貨柜車分離，而另一端未分離，此時，集裝箱和貨柜車之間存在一定的間隙，但是呈一邊大一邊小的三角形間隙，稱之為“不完全分離狀態”或“單邊分離狀態”；(3)集裝箱和貨柜車兩端均未分離，此時集裝箱和貨柜車之間基本無間隙，稱之為“完全不分離狀態”。對于第(2)和第(3)種工況，嚴重時會導致損壞集裝箱和卡車，甚至會發生司機傷亡事故。

為了防止貨柜車和集裝箱一并帶起的事故發生，碼頭及堆場通常采用攝像頭攝像技術，輪胎吊司機通過司機室顯示器監視集裝箱與卡車的分離狀況，起吊操作員通過話務機與司機溝通現場情況，靠人為操作避免事故的發生，即完全通過“人防”來避免事故的發生。當前，集裝箱碼頭堆場面積大，作業車種多且車況復雜，對于大型的作業場地而言，機械設備的調配和管理非常重要，靠人容易引起疲勞和疏忽，而依靠傳統無線對講機來下達作業指令和傳遞生產信息存在諸多不便，極大地影響了作業效率。顯然，當前的“人防”措施已經無法有效避免上述事故的發生。

由此，為了應對日益繁重和復雜的集裝箱運輸行業，需要一種基于機器視覺自動檢測集裝箱與貨柜車是否分離，并在未分離情況下自動或者提示停止起升機構動作的“技防”措施，避免貨柜車和集裝箱一并帶起的事故發生。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，研究提出一種基于機器視覺跟蹤的集裝箱貨柜車自主跟蹤與防吊起預警方法，對貨柜車行駛區域進行實時監視，并對潛在的吊起事故發出報警信號，能夠有效防止堆場集裝箱貨柜車被吊起事故的發生，以適應日益復雜和繁重的集裝箱運輸行業。

本發明公開了一種基于機器視覺跟蹤的集裝箱貨柜車防吊起方法，包括以下步驟：

步驟一、攝像頭采集當前時刻t視頻圖像，獲取集裝箱貨柜車對應區域視頻圖像，確定所述視頻圖像的寬度和高度；

步驟二、選定攝像頭視場中圖像下半部分為跟蹤感興趣區域，將跟蹤感興趣區域中劃定若干個跟蹤子區，跟蹤子區個數為不小于3個的奇數；各跟蹤子區均為矩形，其位置滿足設定的拓撲關系；

步驟三、攝像頭采集下一時刻t+1的視頻圖像，視頻報警機對所述步驟二中的各個子區采用基于快速傅立葉變化在線學習的跟蹤算法，估計各個子區目標外形框的位置；

步驟四、判斷各子區的跟蹤結果，是否有一半以上子區的垂直向上運動超過N個像素；若是，則判定貨柜車車架被吊起；若否，則判定貨柜車車架沒有被吊起，繼續以T秒時間為間隔，各個子區自動按照步驟二重置，并重復步驟三至步驟四；

步驟五、若判定貨柜車車架被吊起，則視頻報警機向中控室控制設備發出預警信號，提醒吊車司機暫停吊起動作；否則，吊車司機按照程序完成正常起吊；