[發明專利]一種集裝箱箱號定位與識別方法

在審

• 申請號: 202110573161.X
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113420749A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 黃欣;江躍龍;孟思明;劉育銘;黃震;張玉薈
• 申請（專利權）人: 廣州鐵路職業技術學院(廣州鐵路機械學校)
• 主分類號: G06K9/18
• 分類號: G06K9/18;G06K9/32;G06K9/34;G06K9/46;G06N3/04;G06N3/08;G06T7/13
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 王曉玲

本發明屬于集裝箱箱號識別技術領域，更具體地，涉及一種集裝箱箱號定位與識別方法，包括采集原始集裝箱箱號圖像，并基于對抗空間變換網絡，得到產生形變的特征圖，然后對得到的特征圖進行灰度處理，再基于增強型的差分邊緣檢測法，得到集裝箱箱號的粗略定位區域，再利用改進的最小二乘法，得到集裝箱箱號的精確定位區域，最后采用BP神經網絡對得到的集裝箱箱號精確定位區域進行一次性識別，得到所需的集裝箱箱號。本發明有效地提高了對集裝箱箱號的識別精度，降低光照不均及集裝箱箱號污損等因素對集裝箱箱號圖像采集的影響，同時實現傾斜集裝箱箱號的矯正與精確定位，減少了分割單個集裝箱箱號字符并逐一識別的時間，加快了對集裝箱箱號的識別速度及準確率。

技術領域

本發明屬于集裝箱箱號識別技術領域，更具體地，涉及一種集裝箱箱號定位與識別方法。

背景技術

全球集裝箱化運輸開始于二十世紀六十年代，在1978年我國開始建設第一座國際集裝箱碼頭天津港，到目前為止，我國已形成環渤海、長三角、東南沿海、珠三角和西南沿海5個現代化的港口群體，這些群體將進一步促進中國港口集裝箱運輸的發展。根據中國港口集裝箱網的數據顯示，2020年全國港口集裝箱吞吐量將達到2.5億TEU，同比增長5.2％，其中五大港口群的吞吐量達到1.95億TEU，同時《預測報告》估計中國港口集裝箱吞吐量能夠維持年均增幅6％左右，在2030年將達到5.05億TEU。目前，集裝箱作為現代化港口物流運輸體系中不可或缺的部分，易于標準化的集裝箱極大地促進和提高了國際貿易和運輸效率，隨著港口集裝箱吞吐量的日益增長和港口裝卸環境的復雜化，現階段港口集裝箱自動裝卸水平遠遠不能滿足實際和未來發展需要，而實現更加智能、快速和可靠的集裝箱裝卸日益成為自動化港口研究的一個重要內容。盡管目前模式識別和機器視覺視覺技術在港口的逐漸應用，但基于視覺的集裝箱識別定位技術仍然存在諸多問題，如光照不均及采集環境惡劣導致獲取的箱號模糊及缺失，并且存在獲取的箱號圖像傾斜等問題，造成箱號識別錯誤，并且需要在每個集裝箱上安裝額外的設備，如車輛檢測線設備、紅外檢測裝置等，價格昂貴，使用不便。

基于上述情況，如2011年6月17日公開的中國專利CN102184398A，名稱為一種基于邊緣檢測的集裝箱箱號碼定位方法，其包括如下步驟：1.將原始圖像轉換為灰度格式圖片；2.對得到的灰度圖片進行中值濾波，去除噪聲干擾； 3.選擇Sobel算子對步驟二的圖像分別進行垂直方向和水平方向的邊緣檢測，分別得到垂直邊緣圖和水平邊緣圖；4.分別運用垂直邊緣圖和水平邊緣圖進行行定位和列定位嘗試；5.對步驟4得到的圖像進行形態學閉運算，將斷裂的集裝箱箱號區域連通；6.提取步驟5中的連通區域；7.對步驟6中的連通區域進行大小及位置信息判斷；8.對集裝箱箱號的號碼區域進行傾斜校正；該專利在一定程度上校正了箱號傾斜的問題，但該專利前期獲取圖像的步驟過于復雜，需要通過垂直方向及水平方向不斷進行校正，增加了箱號序列的識別時間，同時該專利在步驟8中對集裝箱箱號區域傾斜校正采用的是霍夫檢測直線原理，由于霍夫變換要求已知圖像，因此圖像中存在非箱號字符的干擾字符時，將影響得到目標直線的精度。

發明內容

本發明為克服上述現有技術中的缺陷，提供一種集裝箱箱號定位與識別方法，能夠提高集裝箱箱號識別速度，并且提高箱號識別的準確度。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案，包括如下步驟：

S1：采集原始集裝箱箱號圖像，并基于對抗空間變換網絡，得到產生形變的特征圖；

S2：對得到的特征圖進行灰度處理；

S3：基于增強型的差分邊緣檢測法，得到集裝箱箱號的粗略定位區域；

S4：基于改進的最小二乘法，得到集裝箱箱號的精確定位區域；

S5：利用BP神經網絡對得到的集裝箱箱號精確定位區域進行一次性識別，得到所需的集裝箱箱號。

進一步的，所述的步驟S1具體包括以下步驟：