[發(fā)明專利]一種基于視頻的集裝箱箱角線定位及自動(dòng)著箱方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110567527.2
• 申請(qǐng)日: 2021-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN113379684A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李恒;石先城;曹志俊;張濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢港迪智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/13;G06T7/155;G06T7/187;G06T7/73;G06T5/00;G06N20/00
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42247
• 代理人: 陳凱

1.一種基于視頻的集裝箱箱角線定位及自動(dòng)著箱方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：在吊具上設(shè)置若干相機(jī)，各相機(jī)分別獲取吊具下方已抓取的集裝箱以及地面上預(yù)設(shè)的各箱角線標(biāo)識(shí)的圖像，并將圖像輸出至圖形處理設(shè)備；

S2：圖像處理設(shè)備對(duì)接收到的圖像進(jìn)行預(yù)處理，提高對(duì)比度并得到二值化后的箱角線標(biāo)識(shí)圖像；

S3：根據(jù)地面上預(yù)設(shè)的各箱角線標(biāo)識(shí)的特征，對(duì)二值化后的箱角線標(biāo)識(shí)圖像進(jìn)行連通域分析，進(jìn)行邊緣提取，并進(jìn)一步提取箱角線標(biāo)識(shí)的邊緣位置的角點(diǎn)；

S4：構(gòu)建吊具坐標(biāo)系，以吊具的中心為原點(diǎn)，吊具坐標(biāo)系的X軸的方向與吊具的短邊延伸方向平行，吊具坐標(biāo)系的Y軸方向與吊具的長(zhǎng)邊的延伸方向平行，吊具坐標(biāo)系的Z軸垂直于地面向上；根據(jù)各相機(jī)獲取的箱角線標(biāo)識(shí)的邊緣位置的角點(diǎn)的像素坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換獲得其在吊具坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，得到吊具相對(duì)于各地面箱角線標(biāo)識(shí)的位姿；

S5：根據(jù)已獲得的吊具相對(duì)于地面箱角線的位姿，進(jìn)一步調(diào)整門機(jī)大車或者小車的平移量以及吊具的旋轉(zhuǎn)角度，并驅(qū)動(dòng)門機(jī)移動(dòng)或者吊具旋轉(zhuǎn)到位后，控制吊具進(jìn)一步下降，使吊具上已抓取的集裝箱放置在地面各箱角線限定的區(qū)域范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)首層集裝箱自動(dòng)著箱。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于視頻的集裝箱箱角線定位及自動(dòng)著箱方法，其特征在于：所述地面上預(yù)設(shè)的各箱角線標(biāo)識(shí)，是在集裝箱待放置位置對(duì)應(yīng)的集裝箱頂點(diǎn)處的地面設(shè)置的圖形標(biāo)識(shí)，相鄰的各集裝箱頂點(diǎn)處的圖形標(biāo)識(shí)對(duì)稱設(shè)置，各箱角線標(biāo)識(shí)的顏色與地面不同。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于視頻的集裝箱箱角線定位及自動(dòng)著箱方法，其特征在于：所述圖像處理設(shè)備對(duì)接收到的圖像進(jìn)行預(yù)處理，是將各相機(jī)獲取的RGB圖像進(jìn)行裁剪，裁剪出包含集裝箱箱角線標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)區(qū)域的固定尺寸的RGB圖像；對(duì)裁剪后的固定尺寸的RGB圖像進(jìn)行濾波降噪處理，隨后將濾波降噪的固定尺寸的RGB圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像；對(duì)該灰度圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)濾波和二值化處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于視頻的集裝箱箱角線定位及自動(dòng)著箱方法，其特征在于：所述對(duì)裁剪后的固定尺寸的RGB圖像進(jìn)行濾波降噪處理，是將相機(jī)獲取的彩色RGB圖像裁剪后包含集裝箱箱角線標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)區(qū)域的400像素×600像素的RGB圖像后濾波，濾波處理公式如下：其中，I_q為輸入圖像，即裁剪后包含集裝箱箱角線標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)區(qū)域的400像素×600像素的RGB圖像；I_p為濾波后的輸出圖像；和分別為空間距離權(quán)重和像素距離權(quán)重：W_p為濾波窗口內(nèi)每個(gè)像素值的權(quán)重和，q為濾波窗口的中心點(diǎn)；p為濾波窗口內(nèi)的任一點(diǎn)；(x_i,y_i)為輸入圖像上當(dāng)前點(diǎn)的位置，Gray(x_i,y_i)為輸入圖像的當(dāng)前點(diǎn)的灰度值；(x_c,y_c)為輸入圖像的中心點(diǎn)位置，Gray(x_c,y_c)為輸入圖像中心點(diǎn)的灰度值；σ_s、σ_r為空間域標(biāo)準(zhǔn)差和像素域標(biāo)準(zhǔn)差。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于視頻的集裝箱箱角線定位及自動(dòng)著箱方法，其特征在于：所述將濾波降噪的固定尺寸的RGB圖像提高對(duì)比度并得到二值化后的箱角線標(biāo)識(shí)圖像，是將濾波降噪處理后的固定尺寸的RGB圖像，按以下公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換為三通道圖像：C₁、C₂和C₃為三通道圖像的三個(gè)通道，R、G和B為濾波降噪的固定尺寸的RGB圖像的紅、綠和藍(lán)三通道值；由C₁、C₂和C₃三個(gè)通道構(gòu)建新的灰度圖像，該灰度圖像的像素值Gray(i₀,j₀)計(jì)算公式為：(i₀,j₀)為灰度圖像中的像素點(diǎn)；對(duì)灰度圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)濾波，然后進(jìn)行二值化處理，得到二值化圖像，令二值化圖像中箱角線標(biāo)識(shí)區(qū)域輪廓范圍內(nèi)的所有像素值為255，二值化圖像中除箱角線標(biāo)識(shí)區(qū)域的部分像素值為0。