一种集装箱旋锁检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术涉及一种集装箱旋锁检测系统及检测方法，采集系统的视场覆盖多种尺寸集装箱的箱底的四角，IO模块采集采集系统输出的视频数据，并进行解析，生成图像数据；如果检测模块输出报警信号，IO模块将检测模块的报警信号输出给龙门吊控制系统；检测模块，在接收到起吊信号后读取IO模块解析的图像数据，判断集装箱的箱底是否有旋锁，如果有则输出报警信号。本发明专利技术利用机器视觉技术，实现对集装箱底部未摘除旋锁的自动检测、识别与跟踪，提高作业效率。将检测结果接入吊具控制电路，在异常工况下控制吊具停止作业，预防事故发生。能够自动识别起吊状态和箱型，减少对龙门控制装置的改动，通用性好。

【技术实现步骤摘要】
一种集装箱旋锁检测系统及检测方法
本专利技术涉及一种集装箱旋锁检测系统及检测方法，尤其是一种利用机器视觉技术针对龙门吊进行集装箱装卸作业过程中的集装箱旋锁检测系统。
技术介绍
港口作业中，出于安全考虑，在运输集装箱过程中会通过在集装箱四个箱角下方安装旋锁的方式，将其与运输车或其他集装箱固联，在集装箱需要码放至堆场前将其箱角下方的旋锁全部摘除。若此时旋锁未被全部摘除，则会导致再次转运过程中因与其下层集装箱固联而产生堆场坍塌事故。目前，国内外各港口主要通过人工检测的方式来预防该类事故，但港口工作环境恶劣复杂，劳动强度大，极易因人员疲劳而疏忽，所以急需一种集装箱旋锁检测装置对该类事故进行检测预警。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集装箱旋锁检测系统及检测方法，减少人为因素失误且成本较低，并能够根据需要进行功能扩展。本专利技术目的通过如下技术方案予以实现：提供一种集装箱旋锁检测系统，包括采集系统和处理系统；采集系统的视场覆盖多种尺寸集装箱的箱底的四角，并将图像数据发送给处理系统；处理系统包括检测模块和IO模块；IO模块采集采集系统输出的视频数据，并进行解析，生成图像数据；如果检测模块输出报警信号，IO模块将检测模块的报警信号输出给龙门吊控制系统；检测模块，在接收到起吊信号后读取IO模块解析的图像数据，判断集装箱的箱底是否有旋锁，如果有则输出报警信号。优选的，采集系统包括多组图像采集装置，视场分别覆盖不同箱型的箱底角。优选的，IO模块还从龙门吊控制系统中获取起吊作业信号及箱型，判断正在执行集装箱起吊时，将起吊信号及箱型发送给检测模块，检测模块读取该箱型对应的图像数据。优选的，处理系统还包括作业状态识别模块，采集采集系统输出的视频数据，提取集装箱的特征图像，判断集装箱的箱型及是否吊起，如果吊起则将起吊信号及箱型发送给检测模块。优选的，采集系统的图像采集装置，采用摄像机或相机。优选的，图像采集装置安装在龙门的两个龙腿上，每个龙腿上设置两个图像采集装置，图像采集装置和卡车的车架高度一致，第一和第二图像采集装置设置在一个龙腿上，第三和第四图像采集装置设置在另一个龙腿上；第二和第三图像采集装置距离龙门轴线的距离相同，在集装箱从卡车装卸到龙门的过程中，第二和第三图像采集装置的视场能覆盖到二十尺集装箱的箱底的四角；第一和第四图像采集装置距离龙门轴线的距离相同，在集装箱从卡车装卸到龙门的过程中，第一和第四图像采集装置的视场能覆盖到四十尺或四十五尺集装箱的箱底的四角。优选的，检测模块根据图像尺寸，截取集装箱边缘区域图像后与特征模型M对比，如果存在匹配的模型，则输出报警信号给IO模块，IO模块输出给龙门的控制系统。优选的，特征模型M的生成方法如下：采集系统采集一系列集装箱装卸过程中，旋锁未被全部摘除的异常工况图像数据，形成样本图像数据库；提取每帧样本图像中旋锁的特征信息；统计上述特征信息并生成旋锁特征模型M。优选的，采集一系列集装箱装卸过程覆盖各种天气情况。提供一种利用所述的集装箱旋锁检测系统进行旋锁检测的方法，步骤如下：步骤1：在龙门吊前后两端龙腿旁立柱上分别安装多路图像采集装置，使得图像采集装置采集集装箱箱底数据的视场不被遮挡；步骤2：图像采集装置采集一系列集装箱装卸过程中，旋锁未被全部摘除的异常工况图像数据，形成样本图像数据库；提取每帧样本图像中旋锁的特征信息；统计特征信息并生成旋锁特征模型M；步骤3：图像采集装置实时获取龙门吊作业场景图像发送给IO模块；IO模块采集图像采集装置输出的视频数据，并进行解析，生成图像数据；步骤4：作业状态识别模块读取图像数据提取集装箱的特征图像，并判断集装箱的箱底的四角处于哪个摄像头的视场，进而确定集装箱的尺寸，相邻多帧图像的差异，判断集装箱是否吊起，如果吊起则将起吊信号及箱型发送给检测模块，执行步骤5，否则返回步骤3；步骤5：检测模块接收到起吊信号及箱型后，读取该箱型对应的图像采集装置的图像数据；步骤6：检测模块分别截取集装箱前侧和后侧周围像素子区域为待检测子区域图像后与特征模型M对比，如果存在匹配的模型，则输出报警信号给IO模块，IO模块输出给龙门的控制系统；否则返回步骤3。提供一种利用所述的集装箱旋锁检测系统进行旋锁检测的方法，步骤如下：步骤1：在龙门吊前后两端龙腿旁立柱上分别安装多路图像采集装置，使得图像采集装置采集集装箱箱底数据的视场不被遮挡；步骤2：图像采集装置采集一系列集装箱装卸过程中，旋锁未被全部摘除的异常工况图像数据，形成样本图像数据库；提取每帧样本图像中旋锁的特征信息；统计特征信息并生成旋锁特征模型M；步骤3：图像采集装置实时获取龙门吊作业场景图像发送给IO模块；IO模块采集图像采集装置输出的视频数据，并进行解析，生成图像数据；步骤4：IO模块还从龙门吊控制系统中获取起吊作业信号及箱型，判断正在执行集装箱起吊时，将起吊信号及箱型发送给检测模块，执行步骤5，否则返回步骤3；步骤5：检测模块接收到起吊信号及箱型后，读取该箱型对应的图像采集装置的图像数据；步骤6：检测模块分别截取集装箱前侧和后侧周围像素子区域为待检测子区域图像后与特征模型M对比，如果存在匹配的模型，则输出报警信号给IO模块，IO模块输出给龙门的控制系统；否则返回步骤3。优选的，步骤6中如果存在匹配的模型，还包括计算旋锁位置计算，并保存旋锁位置信息。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：(1)本专利技术利用机器视觉技术，实现对集装箱底部未摘除旋锁的自动检测、识别与跟踪，提高作业效率。(2)本专利技术可将检测结果接入吊具控制电路，在异常工况下控制吊具停止作业，预防事故发生。(3)本专利技术可选择进行图像截取集装箱边缘区域图像进行特征匹配，提高图像的处理速度。(4)本专利技术能够自动识别起吊状态和箱型，减少对龙门控制装置的改动，通用性好。附图说明图1集装箱旋锁及位置示意图。图2本专利技术集装箱旋锁检测的基础流程图。图3具体实施方式一摄像设备安装位置示意图。图4具体实施方式一系统流程图。具体实施方式一种集装箱旋锁检测系统，包括：采集系统，获取龙门吊操作集装箱的作业场景数据；处理系统，与采集系统通讯连接，主要实现旋锁检测功能；包括检测模块、IO模块和作业状态识别模块。采集系统的图像采集装置，采用多路摄像机或相机；安装在龙门的两个龙腿上，每个龙腿上设置两个图像采集装置，图像采集装置和卡车的车架高度一致或略高于小车架高度，第一和第二图像采集装置设置在一个龙腿上，第三和第四图像采集装置设置在另一个龙腿上；第二和第三图像采集装置距离龙门吊轴线的距离相同，在集装箱从卡车装卸到龙门吊的过程中，第二和第三图像采集装置的视场能覆盖到二十尺集装箱的箱底的四角；第一和第四图像采集装置距离龙门轴线的距离相同，在集装箱从卡车装卸到龙门的过程中，第一和第四图像采集装置的视场能覆盖到四十尺或四十五尺集装箱的箱底的四角；检测模块，用于读取IO模块解析的图像数据，提取图像数据中目标的特征信息，经目标特征的识别与判断后得到检测结果。IO模块实现对采集系统传输数据的读取、解析并发送给检测模块以及将检测模块的检测结果输出给龙门的控制系统；作业状态识别模块接收IO模块读取、解析的图像数据，并判断集装箱是否有起吊趋势，如果有，则启动检测模块，如果没有则继续接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集装箱旋锁检测系统，其特征在于，包括采集系统和处理系统；采集系统的视场覆盖多种尺寸集装箱的箱底的四角，将采集的图像数据发送给处理系统；处理系统包括检测模块和IO模块；IO模块采集采集系统输出的视频数据，并进行解析，生成图像数据；如果检测模块输出报警信号，IO模块将检测模块的报警信号输出给龙门吊控制系统；检测模块，在接收到起吊信号后读取IO模块解析的图像数据，判断集装箱的箱底是否有旋锁，如果有则输出报警信号。

【技术特征摘要】
1.一种集装箱旋锁检测系统，其特征在于，包括采集系统和处理系统；采集系统的视场覆盖多种尺寸集装箱的箱底的四角，将采集的图像数据发送给处理系统；处理系统包括检测模块和IO模块；IO模块采集采集系统输出的视频数据，并进行解析，生成图像数据；如果检测模块输出报警信号，IO模块将检测模块的报警信号输出给龙门吊控制系统；检测模块，在接收到起吊信号后读取IO模块解析的图像数据，判断集装箱的箱底是否有旋锁，如果有则输出报警信号。2.如权利要求1所述的集装箱旋锁检测系统，其特征在于，采集系统包括多组图像采集装置，视场分别覆盖不同箱型的箱底角。3.如权利要求1或2所述的集装箱旋锁检测系统，其特征在于，IO模块还从龙门吊控制系统中获取起吊作业信号及箱型，判断正在执行集装箱起吊时，将起吊信号及箱型发送给检测模块，检测模块读取该箱型对应的图像数据。4.如权利要求2所述的集装箱旋锁检测系统，其特征在于，处理系统还包括作业状态识别模块，采集采集系统输出的视频数据，提取集装箱的特征图像，判断集装箱的箱型及是否吊起，如果吊起，则将起吊信号及箱型发送给检测模块。5.如权利要求2所述的集装箱旋锁检测系统，其特征在于，采集系统的图像采集装置，采用摄像机或相机。6.如权利要求2所述的集装箱旋锁检测系统，其特征在于，图像采集装置安装在龙门的两个龙腿上，每个龙腿上设置两个图像采集装置，图像采集装置和卡车的车架高度一致，第一和第二图像采集装置设置在一个龙腿上，第三和第四图像采集装置设置在另一个龙腿上；第二和第三图像采集装置距离龙门轴线的距离相同，在集装箱从卡车装卸到龙门的过程中，第二和第三图像采集装置的视场能覆盖到二十尺集装箱的箱底的四角；第一和第四图像采集装置距离龙门轴线的距离相同，在集装箱从卡车装卸到龙门的过程中，第一和第四图像采集装置的视场能覆盖到四十尺或四十五尺集装箱的箱底的四角。7.如权利要求1或2所述的集装箱旋锁检测系统，其特征在于，检测模块根据图像尺寸，截取集装箱边缘区域图像后与特征模型M对比，如果存在匹配的模型，则输出报警信号给IO模块，IO模块输出给龙门的控制系统。8.如权利要求1或2所述的集装箱旋锁检测系统，其特征在于，特征模型M的生成方法如下：采集系统采集一系列集装箱装卸过程中，旋锁未被全部摘除的异常工况图像数据，形成样本图像数据库；提取每帧样本图像中旋锁的特征信息；统计上述特征信息并生成旋锁特征模型M。9.如权利要求8所述的集装箱旋锁检测系统，其特征在于，采...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘燕欣，高仕博，张聪，唐波，郑智辉，唐涛，杨明哲，苏晓静，闫涛，
申请(专利权)人：北京航天自动控制研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11