[發(fā)明專利]鐵路集裝箱裝卸過程中的箱號自動采集及識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910648364.3
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN110348451B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐陽;羅建橋;曹澤衛(wèi);李柏林
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G06V30/148
• 分類號: G06V30/148;G06V30/14;G06V30/19
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 劉凱

1.一種鐵路集裝箱裝卸過程中的箱號識別方法，先進(jìn)行鐵路集裝箱裝卸過程中的箱號自動采集，具體包括：

A：布置拍攝裝置

在起重機(jī)(3)的鎖具上安裝集裝箱頂面拍攝裝置(1)，集裝箱頂面拍攝裝置(1)包括激光測距儀和俯拍攝像頭；

在起重機(jī)的支腿上安裝集裝箱側(cè)面拍攝裝置(2)，集裝箱側(cè)面拍攝裝置(2)包括水平拍攝攝像頭；

B：集裝箱裝車過程中的圖像采集

步驟b1：起重機(jī)(3)控制鎖具移動至待裝車集裝箱的正上方，從上往下向待裝車集裝箱移動，采用激光測距儀監(jiān)測鎖具與集裝箱頂面的高度距離，通過高度距離閾值跟蹤，自動觸發(fā)俯拍攝像頭對集裝箱頂面進(jìn)行拍攝，獲得集裝箱頂面圖像；

步驟b2：起重機(jī)(3)控制鎖具鎖住集裝箱，將其移動至鐵路貨車的正上方，從上往下向貨車移動，通過與起重機(jī)(3)控制系統(tǒng)的信息交互，獲取鎖具的空間坐標(biāo)信息，當(dāng)其值達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的閾值時，自動觸發(fā)水平拍攝攝像頭對集裝箱側(cè)面進(jìn)行拍攝，獲得集裝箱側(cè)面圖像；

C：集裝箱卸車過程中的圖像采集

步驟c1：起重機(jī)(3)控制鎖具移動至待卸車集裝箱的正上方，從上往下向待卸車集裝箱移動，采用激光測距儀監(jiān)測鎖具與集裝箱頂面的高度距離，通過高度距離閾值跟蹤，自動觸發(fā)俯拍攝像頭對集裝箱頂面進(jìn)行拍攝，獲得集裝箱頂面圖像；

步驟c2：起重機(jī)(3)控制鎖具鎖住集裝箱，向正上方移動，通過與起重機(jī)(3)控制系統(tǒng)的信息交互，獲取吊具的空間坐標(biāo)信息，當(dāng)其值達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的閾值時，觸發(fā)水平拍攝攝像頭對集裝箱側(cè)面進(jìn)行拍攝，獲得集裝箱側(cè)面圖像；

然后對箱號進(jìn)行識別，其特征在于，箱號識別方法包括以下步驟：

步驟1：對獲取的集裝箱圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的灰度圖像；

步驟2：采用最大類間方差法對圖像進(jìn)行二值化處理，根據(jù)二值化圖像的像素值統(tǒng)計信息判斷箱號印刷字符的顏色，并統(tǒng)一表征印刷信息；

步驟3：對二值化后的集裝箱圖像進(jìn)行連通域分析，結(jié)合箱號印刷字符固有的高寬比和面積大小范圍的特點(diǎn)，從所有連通域中提取出屬于集裝箱箱號和集裝箱ISO代碼的區(qū)域構(gòu)成連通域集合；

步驟4：提取連通域集合的最小外接矩形，通過判斷所提取的外接矩形長寬比與長寬比閾值的大小，確定箱號的為縱向或橫向排列方式；

步驟5：根據(jù)箱號的排列方式對箱號進(jìn)行字符分割；

步驟6：對所有分割的字符進(jìn)行歸一化處理，對集裝箱箱號三個組成部分的字符分別建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，分別對三個組成部分進(jìn)行識別，得到完整的集裝箱箱號；

步驟7：將集裝箱頂面和側(cè)面字符識別結(jié)果相互校驗(yàn)：對比集裝箱頂面和側(cè)面每一位箱號字符的識別結(jié)果，若識別結(jié)果一致則不需要更正；若識別結(jié)果不一致，則取兩個識別結(jié)果中準(zhǔn)確率高的那一個作為最終的箱號字符；

識別結(jié)果由箱號校驗(yàn)碼根據(jù)集裝箱固有的校驗(yàn)規(guī)則，對箱號識別結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路集裝箱裝卸過程中的箱號識別方法，其特征在于，所述步驟1具體包括：

步驟11：對獲取的彩色圖像進(jìn)行灰度化；

步驟12：采用中值濾波法對集裝箱灰度圖像進(jìn)行平滑處理；

步驟13：對去噪后的集裝箱圖像使用直方圖均衡化處理，增強(qiáng)集裝箱圖像的邊緣；

步驟14：傾斜圖像的旋轉(zhuǎn)矯正：使用Sobel算子提取集裝箱圖像的水平邊緣，再利用Hough變換檢測集裝箱上邊緣的直線并計算圖像的傾斜角度；最后通過仿射變換完成傾斜集裝箱圖像的旋轉(zhuǎn)矯正；

步驟15：圖像裁剪：利用Sobel算子分別完成集裝箱水平邊緣和豎直邊緣的檢測，利用Hough直線檢測定位集裝箱的上邊緣和右邊緣，通過圖像裁剪去掉周圍環(huán)境的背景信息，只保留集裝箱的內(nèi)容。