阅读说明：本技术 一种集卡装卸对箱自动检测装置及其检测方法 (Automatic detection device and detection method for container alignment during loading and unloading of container trucks ) 是由 宓超 张志伟 沈阳 凤宇飞 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种集卡装卸对箱自动检测装置,涉及计算机视觉领域及集卡装卸安全领域,包括数据采集模块、触发模块、信号处理模块和报警模块,数据采集模块一一对应的设置在道口车道的两侧；触发模块设置在道口车道上,触发模块与数据采集模块相连接；信号处理模块设置在电气房内,信号处理模块与数据采集模块相连接,信号处理模块用于处理图像信息以及根据图像信息判断对箱状态；报警模块设置在电气房外侧,报警模块与信号处理模块相连接；一种集卡装卸对箱自动检测装置的检测方法。本发明针对港口作业过程,利用机器视觉技术智能识别集装箱与集卡是否对箱成功,及时进行报警,实现智能化、无人化、动态化的监控及管理。(the invention discloses an automatic detection device for a container alignment in the loading and unloading of a container truck, which relates to the field of computer vision and the field of container truck loading and unloading safety and comprises a data acquisition module, a trigger module, a signal processing module and an alarm module, wherein the data acquisition modules are arranged on two sides of a lane of a road junction in a one-to-one correspondence manner; the triggering module is arranged on the crossing lane and is connected with the data acquisition module; the signal processing module is arranged in the electric room and connected with the data acquisition module, and the signal processing module is used for processing image information and judging a box aligning state according to the image information; the alarm module is arranged outside the electric room and is connected with the signal processing module; a detection method of an automatic detection device for container alignment during the loading and unloading of a container truck. Aiming at the port operation process, the invention utilizes the machine vision technology to intelligently identify whether the container and the container truck successfully align the container or not, and alarms in time, thereby realizing intelligent, unmanned and dynamic monitoring and management.)

一种集卡装卸对箱自动检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域及集卡装卸的技术领域，尤其涉及一种集卡装卸对箱自动检测装置及集卡装卸对箱自动检测方法。

背景技术

大部分集装箱码头无论是传统码头或者智能化码头，经常会出现集卡失误的情况，导致集装箱可能在运输途中脱落，存在一定的安全隐患。目前，传统码头较多依靠现场人员巡检，凭借人工观察及作业设备司机经验进行判断，需要在道口通道中配备专人巡检，增加了人工成本；自动化码头现阶段一种通过安装远程监控摄像头形式，将集卡对箱的画面接入司机室，司机通过不断观察实时画面了解集卡的实时装卸情况从而避免危险发生，这种方式徒增了司机本人的工作强度和复杂度，安全隐患有增无减。自动化码头另一种预防方式是利用激光雷达对集卡和集装箱进行扫描判断是否对箱成功，此种方式成本过高。因此本发明采用基于视觉的装卸对箱自动检测，这样不仅节省人工成本，而且提高了对箱检测的准确率。

发明内容

针对上述产生的问题，本发明的目的在于提供一种集卡装卸对箱自动检测装置及其检测方法，利用机器视觉技术智能识别集装箱与集卡是否对箱成功，及时进行报警，实现智能化、无人化、动态化的监控及管理。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种集卡装卸对箱自动检测装置，用于检测道口车道上的集卡与集装箱对箱状态，自动检测装置包括：数据采集模块，所述数据采集模块一一对应的设置在道口车道的两侧，用于采集集卡的锁头和集装箱的锁孔的图像信息；触发模块，所述触发模块设置在道口车道上，所述触发模块与所述数据采集模块相连接，用于检测道口车道上处于有车状态或处于无车状态，并向所述数据采集模块实时发送状态信号；信号处理模块，所述信号处理模块设置在电气房内，所述信号处理模块与所述数据采集模块相连接，所述数据采集模块向所述信号处理模块发送所述图像信息，所述信号处理模块用于处理所述图像信息以及根据所述图像信息判断对箱状态；报警模块，所述报警模块设置在电气房外侧，所述报警模块与所述信号处理模块相连接，用于根据所述信号处理模块的判断结果发出报警信号。

优选地，道口车道的两侧分别设置有三个所述数据采集模块，道口车道同侧的所述数据采集模块并排设置，合理设置位置以保证每一个所述数据采集模块可以采集到一个所述锁头和一个所述锁孔的所述图像信息，所述触发模块可以判断道口车道上是否有车辆通过，若有车辆通过，则向所述数据采集模块发送所述状态信号，所述数据采集模块开始工作采集图像信息，可以提高所述数据采集模块的工作效率。

上述的一种集卡装卸对箱自动检测装置，其中，所述信号处理模块包括：

计算板卡，所述计算板卡与所述数据采集模块相连接，所述计算板卡用于接收和处理所述数据采集模块的所述图像信息，所述计算板卡还用于根据所述图像信息判断对箱状态；

PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)模块，所述PLC模块与所述计算板卡相连接，用于向所述报警模块输出所述判断结果。

上述的一种集卡装卸对箱自动检测装置，其中，所述判断结果包括：集卡与集装箱对箱成功、集卡与集装箱对箱失败。

上述的一种集卡装卸对箱自动检测装置，其中，所述报警模块包括：

报警器，所述报警器与所述PLC模块相连接，所述PLC模块向所述报警器输出所述判断结果；

显示屏，所述显示屏与所述PLC模块相连接，用于显示所述图像信息经过所述计算板卡处理后形成的结果图。

上述的一种集卡装卸对箱自动检测装置，其中，所述触发模块采用地磁线圈。

优选地，道口车道上设置有两个所述触发模块，两个所述触发模块间隔一段距离设置，所述数据采集模块位于两个所述触发模块之间，可以在两个所述触发模块之间停放集卡，当集卡进入和离开时，所述触发模块均可以检测到车辆，并向所述数据采集模块发送状态信号，当集卡进入时，所述数据采集模块工作，当集卡离开后，所述数据采集模块不工作。

上述的一种集卡装卸对箱自动检测装置，其中，所述数据采集模块采用高清检测相机。

一种集卡装卸对箱自动检测装置的检测方法，其中，包括上述中任意一项所述的集卡装卸对箱自动检测装置，所述检测方法包括：

S1：所述计算板卡根据所述图像信息获取集卡的拖架边缘位置和集装箱的所述锁孔位置，集装箱的同一侧的所述锁孔连线与所述拖架边缘的直线形成夹角，所述计算板卡内预设角度阈值；

S2：所述计算板卡判断所述夹角是否大于所述角度阈值；

S3：S2若是则判断集卡与集装箱对箱失败，S2若否则判断集卡与集装箱对箱成功。

上述的一种集卡装卸对箱自动检测装置的检测方法，其中，所述计算板卡对所述图像信息进行图像灰度化处理和二值化处理。

上述的一种集卡装卸对箱自动检测装置的检测方法，其中，所述计算板卡采用霍夫变换椭圆检测获取所述锁头的位置和所述锁孔的位置。

一种集卡装卸对箱自动检测装置的工作流程，其中，包括上述中任意一项所述的集卡装卸对箱自动检测装置，所述工作流程为：

Si：所述触发模块检测道口车道上是否有车辆经过，并向所述数据采集模块发送状态信号；

Sii：Si若是，所述数据采集模块开始采集所述图像信息，Si若否则重复执行Si；

Siii：所述计算板卡处理所述图像信息，所述计算板卡根据所述图像信息判断集卡与集装箱的对箱是否成功；

Siv：Siii若是，所述报警模块播报“对箱成功，请通过”，Siii若否，所述报警模块播报“对箱失败，请重新对箱”。

本发明由于采用上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

本发明针对港口作业过程，利用机器视觉技术智能识别集装箱与集卡是否对箱成功，及时进行报警，实现智能化、无人化、动态化的监控及管理。

附图说明

图1是本发明的集卡装卸对箱自动检测装置的示意图；

图2是本发明的数据采集模块采集图像信息的示意图；

图3是本发明的数据采集模块与集卡的示意图；

图4是本发明的集卡装卸对箱自动检测装置的结构框图；

图5是本发明的集卡装卸对箱自动检测装置的功能模块示意图；

图6是本发明的集卡装卸对箱自动检测装置的检测方法的流程图。

附图中：1、数据采集模块；2、触发模块；3、信号处理模块；31、计算板卡；32、PLC模块；4、报警模块；41、报警器；42、显示屏；5、集卡；6、集装箱；7、栏杆机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1是本发明的集卡装卸对箱自动检测装置的示意图、图2是本发明的数据采集模块采集图像信息的示意图、图3是本发明的数据采集模块与集卡的示意图和图4是本发明的集卡装卸对箱自动检测装置的结构框图。请参见图1至图4所示，示出了一种较佳实施例的集卡装卸对箱自动检测装置，用于检测道口车道上的集卡5与集装箱6对箱状态，判断集卡5的锁头(图中未示出)和集装箱6的锁孔(图中未示出)是否对箱成功，包括：数据采集模块1，数据采集模块1一一对应的设置在道口车道的两侧，用于采集集卡5的锁头和集装箱6的锁孔的图像信息。

进一步，作为一种较佳的实施例，集卡装卸对箱自动检测装置还包括：触发模块2，触发模块2设置在道口车道上，触发模块2与数据采集模块1相连接，用于检测道口车道上处于有车状态或处于无车状态，并向数据采集模块1实时发送状态信号，当检测到道口车道上处于有车状态时，数据采集模块1开始采集锁头和锁扣的图像信息，当检测到道口车道上处于无车状态时，数据采集模块1不采集图像信息。

更进一步，作为一种较佳的实施例，集卡装卸对箱自动检测装置还包括：信号处理模块3，信号处理模块3设置在电气房(图中未示出)内，信号处理模块3与数据采集模块1相连接，数据采集模块1向信号处理模块3发送图像信息，信号处理模块3用于处理图像信息以及根据图像信息判断对箱状态，分析、判断集卡5的锁头和集装箱6的锁孔是否对箱成功。

再进一步，作为一种较佳的实施例，集卡装卸对箱自动检测装置还包括：报警模块4，报警模块4设置在电气房外侧，报警模块4与信号处理模块3相连接，用于根据信号处理模块3的判断结果发出报警信号，在发生对箱失败时可以发出警告信号。

图5是本发明的集卡装卸对箱自动检测装置的功能模块示意图，请参见图1、图4和图5所示。

而且，作为一种较佳的实施例，信号处理模块3包括：

计算板卡31，计算板卡31与数据采集模块1相连接，计算板卡31用于接收和处理数据采集模块1的图像信息，计算板卡31还用于根据图像信息判断对箱状态，确定是否对箱成功；PLC模块32，PLC模块32与计算板卡31相连接，用于向报警模块4输出判断结果。

再者，作为一种较佳的实施例，计算板卡31的判断结果包括：集卡5与集装箱6对箱成功、集卡5与集装箱6对箱失败。

进一步，作为一种较佳的实施例，报警模块4包括：

报警器41，报警器41与PLC模块32相连接，PLC模块32向报警器41输出判断结果；显示屏42，显示屏42与PLC模块32相连接，用于显示图像信息经过计算板卡31处理后形成的结果图，用于实时显示当前作业情况以及对箱失败中的发生问题的位置的视频图像，以供司机实时查看与确认。显示屏42安装在电气房外且司机视线容易看到的地方，报警器41安装在电气房外，以便于司机清晰的听出语音播报声音。

再进一步，作为一种较佳的实施例，触发模块2采用地磁线圈。

更进一步，作为一种较佳的实施例，数据采集模块1采用高清检测相机，高清检测相机的数量为六台，道口车道的两侧分别设置有三台高清检测相机，高清检测相机设置在支架(图中未示出)上的最佳拍摄位置，安装略高于集卡5的拖架高度，六台高清检测相机的视场垂直于集卡5的行驶方向，现有的集装箱6和集卡5一般通过六个锁头和六个锁孔锁定在一起，其中四个锁头和四个锁孔分别位于集装箱6的四角部，因此本实施例的其中两端的四台高清检测相机分别用于拍摄集卡5和集装箱6的四个角部，另外中间的两台高清检测相机分别用于拍摄集卡5和集装箱6的中部。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

图6是本发明的集卡装卸对箱自动检测装置的检测方法的流程图。

进一步的，请参见图5、图6所示，示出了一种较佳实施例的集卡装卸对箱自动检测装置的检测方法，检测方法包括：

S1：计算板卡31根据图像信息获取集卡5的拖架边缘位置和集装箱6的锁孔位置，集装箱6的同一侧的锁孔连线与拖架边缘构成的直线形成夹角，计算板卡31内预设角度阈值；

S2：计算板卡31判断夹角是否大于角度阈值；

S3：S2若是则判断集卡5与集装箱6对箱失败，S2若否则执行S4；

S4：判断集卡5与集装箱6对箱成功。

进一步的，当有车辆通过并触发地磁线圈的感应，地磁线圈向高清检测相机发送状态信号，此时高清检测相机立即启动抓拍，获取集卡5和集装箱6实时图像信息，并向计算板卡31发送图像信息，若集卡5上没有集装箱6时，则计算板卡31通过PLC模块32控制栏杆机7打开允许集卡5通过；若集卡5上有集装箱6，计算板卡31对图像信息进行灰度化处理和二值化处理，并进行霍夫变换椭圆检测获取集装箱6的锁孔位置以及边缘检测获取集卡5的拖架边缘位置，画出集装箱6两端锁孔的圆心连线；

计算板卡31比较集装箱6同一侧锁孔的连线与拖架边缘直线的角度和预设角度阈值之间的关系，若锁孔连线与拖架边缘直线形成的夹角大于预设角度阈值，则判断集卡5和集装箱6对箱失败，计算板卡31通过PLC模块32向报警器41输出判断结果，报警器41输出判断结果，显示屏42上显示结果图，提醒司机需要重新对箱；若锁孔连线与拖架边缘直线形成的夹角不大于预设角度阈值，则判断集卡5和集装箱6对箱成功，计算板卡31通过PLC模块32控制栏杆机7打开允许集卡5通过。

进一步的，计算板卡31对图像信息进行图像灰度化处理和二值化处理，计算板卡31采用霍夫变换椭圆检测获取锁头的位置和锁孔的位置，实现智能化、无人化、动态化的监控及管理。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

进一步的，请见图4和图5所示，示出了一种较佳实施例的一种集卡装卸对箱自动检测装置的工作流程，工作流程为：

Si：触发模块2检测道口车道上是否有车辆经过，并向数据采集模块1发送状态信号；

Sii：Si若是，数据采集模块1开始采集图像信息，步骤(1)若否则重复执行Si；

Siii：计算板卡31处理图像信息，计算板卡31根据图像信息判断集卡5与集装箱6的对箱是否成功；

Siv：Siii若是，报警模块4播报“对箱成功，请通过”，Siii若否，报警模块4播报“对箱失败，请重新对箱”。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。