一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍和识别装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，包括壳体和置于壳体内的伸缩臂，伸缩臂一端与驱动电机连接，另一端设有相机；所述伸缩臂包括平行力滑套，固定平衡轴，伸缩横轴，传动轴，收缩联动板，以及底座构成；所述传动轴两端分别于平行力滑套，底座套接；所述伸缩衡杆穿套在平行力滑套内，其两端分别与相机和收缩联动板固定连接；所述固定平衡杆穿套在收缩联动板内，其两端分别与平行力滑套和底座固定连接。

A Container Number Grabbing and Recognition Device Based on Telescopic Arm and Its Method

The invention discloses a container number snapshot recognition device based on telescopic arm, which comprises a shell and a telescopic arm placed in the shell. One end of the telescopic arm is connected with a driving motor and the other end is provided with a camera. The telescopic arm includes a parallel force sliding sleeve, a fixed balance shaft, a telescopic horizontal shaft, a transmission shaft, a telescopic linkage plate and a bottom. The two ends of the transmission shaft are respectively connected with the parallel force slide sleeve and the base sleeve; the telescopic balance rod is sleeved in the parallel force slide sleeve, and the two ends of the telescopic balance rod are fixed connected with the camera and the shrinkage linkage plate respectively; the fixed balance rod is sleeved in the shrinkage linkage plate, and the two ends of the telescopic balance rod are fixed connected with the parallel force slide sleeve and the base respectively.

【技术实现步骤摘要】
一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍和识别装置及其方法
本专利技术涉及一种集装箱箱号抓拍和识别装置及其方法，尤其涉及一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍和识别装置，属于机械

技术介绍
在集装箱物流运输过程中，需要由各种吊具将集装箱在各种运载工具，以及堆场之间进行移动，基于管理的要求，需要对集装箱箱号进行识别和记录。常见的箱号识别有人工查验和自动查验两种方式，人工查验是由工作人员在现场人工查看并记录箱号，自动查验主要是通过摄像头拍摄集装箱箱体照片，并对照片中显示的集装箱箱号进行人工识别或自动识别。常见的自动查验是通过在出入口，吊装集装箱的岸桥，场桥等吊装设备上安装摄像头来实现拍摄的。由于出入口的环境可控，集装箱和相机的相对位置便于设置，应用较为成熟。岸桥是大型港口上下船装卸的主要手段，以三车道岸桥的箱号拍摄为例，为保证获取到清洗，有效的照片。需要在岸桥的大梁上安装12台相机，以便适应20尺和40尺集装箱在三个车道的不同工况下的箱号图片采集。可见岸桥上需要使用较多数量的相机进行拍摄，此外，在岸桥上对相机进行安装，维护，检修时，由于属于高空作业，需要岸桥停机才能进行操作，对生产效率造成较大的影响。此外，对于场桥而言，需要在场桥的轨道吊或轮胎吊的吊具上安装相机，并且需要将相机从箱体上方探出，拍摄侧下方的箱号，由于拍摄倾斜角度较大，导致拍摄照片上箱号字符变形较大，识别较为困难。而且由于相机从箱体侧方突出，在堆积有较多集装箱时，容易受到周边集装箱箱体的阻碍，导致拍摄装置受损。中国专利CN107364795A公开了一种自动化集装箱起吊箱号拍照识别装置，自动化集装箱起吊箱号拍照识别装置包括有固定连接于集装箱专用吊架某一F-TR锁座上的机械手伸缩装置，固定于机械手伸缩装置上用于对集装箱箱号进行拍照识别的摄像头和控制器。本专利技术在集装箱F-TR锁固定后通过机械手伸缩装置将摄像头伸出对箱号进行拍照识别，整个过程采用控制器进行自动化操作，箱号识别快速，且机械手伸缩装置设置有避障系统，避免机械手伸缩装置和摄像头与障碍物碰撞造成损伤，保证拍照识别装置的顺利运行。这种机械手伸缩装置结构复杂，主要由可以收纳的旋转部，以及可以伸缩的拍照部构成，其伸缩运转较为复杂，伸展拍照和回收时间过长。在追求速度的集装箱吊装作业过程中，机械手的工作时间较长，不适用于实际使用环境。
技术实现思路
本专利技术的技术方案旨在提供一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍和识别装置及其方法，结构简单可靠，伸缩控制快捷高效，安装维护便捷。这种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，包括壳体和置于壳体内的伸缩臂，伸缩臂一端与驱动电机连接，另一端设有相机；所述伸缩臂包括平行力滑套，固定平衡轴，伸缩横轴，传动轴，收缩联动板，以及底座构成；所述传动轴两端分别于平行力滑套，底座套接；所述伸缩衡杆穿套在平行力滑套内，其两端分别与相机和收缩联动板固定连接；所述固定平衡杆穿套在收缩联动板内，其两端分别与平行力滑套和底座固定连接。所述收缩联动板上部设有与伸缩衡杆连接的通孔。所述收缩联动板上设有与传动轴连接的通孔。所述收缩联动板上设有与固定平衡轴连接的通孔。所述平行力滑套由封板，第一收缩联动板，以及滑套组成，封板和第一收缩联动板上部的对应位置均设有通孔，所述滑套设置在对应通孔间。所述相机设有保护罩，所述相机还设有LED补光光源，所述相机镜头朝向本体。所述保护罩尺寸与外壳开口尺寸一致，可收纳在壳体内。进一步的，壳体内设有限位开关，对伸缩臂的伸缩到位信息进行反馈，以及伸缩故障自动报警提示。所述伸缩臂伸缩长度不低于1.1米。这种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍方法，具体步骤如下：步骤一，在集装箱吊运设备上设置有红外对射装置，将吊具工作区分割为水侧工作区和路侧工作区。步骤二，当吊具挂载集装箱后，发出闭锁信号，伸缩臂收到闭锁信号后，激活伸缩控制状态。步骤三，当吊具依次经过第一红外对射装置，第二红外对射装置，判断吊具由水侧工作区进入路侧工作区，当经过第二红外对射装置后，伸缩臂伸出，完成拍照后自动收回。进一步的，在步骤三中，当吊具依次经过第二红外对射装置，第一红外对射装置，判断吊具由路侧工作区进入水侧工作区，当经过第一红外对射装置后，伸缩臂强制收回。进一步的，在步骤一中，在集装箱吊运设备上设置若干红外对射装置，在红外对射区内为伸缩臂的伸缩工作区，在红外对射区域外为伸缩臂的禁止工作区。这种基于伸缩臂的集装箱箱号识别方法，具体步骤如下：步骤一，对相机拍摄所得图片进行矫正，使得字符处于水平排列或竖直排列。步骤二，定位出箱号字符区域。步骤三，对箱号字符文本进行识别。在步骤一中，具体矫正步骤如下：S1，模拟调整相机姿态角r＝[rxryrz]T，用r的长度表示旋转的角度θ，根据罗德里格斯变换(Rodrigues)获取透视变换矩阵R。S2,由于目标图像大小未知，难以使用密集透视变换(warpPespectiveTransform)，因此根据原图像的4个顶点p1,p2,p3,p4坐标，通过稀疏透视变换(PespectiveTransform)，得到变换后的对应点q1,q2,q3,q4坐标，从而获取得到目标图像的大小。S3，给目标图像中每个像素的坐标位置赋值。S4，根据目标图像中的每个像素坐标以及透视变换矩阵R的逆矩阵R-1，得到原图像与目标图像之间的各个坐标之间的一一映射关系，即映射表。S5，根据原图像以及映射表，通过重映射(remap)得到矫正后的图像。在步骤二中，利用预训练的深度学习目标检测模型检测出字符串区域，根据长宽比等规则选择合理目标区域。在步骤三中，在字符区域内利用预训练的深度学习小目标检测模型分割出每个字符，根据字符位置和字符之间空间位置约束，生成文本行。利用预训练的深度学习分类器模型对文本行的字符提取特征，进行识别，得到每个字符的结果。采用本专利技术技术方案的优势在于：1.将伸缩臂直接安装在集装箱的吊具上，在集装箱吊运的过程中同步实现对箱号的拍摄，不需要单独的拍摄等待时间，压缩了整体作业时间。2.伸缩臂伸展出集装箱箱体，对字符的变形影响较小，比固定式相机方案有较大的提升。有利于后期对图像内箱号字符的识别处理。此外，在对图片中箱号字符进行识别前，先对图形进行矫正，3.将伸缩臂设置在吊具上，安装和维护都更为方便。并且通过对集装箱工作区域的划分，保障了伸缩臂的安全运行。避免伸缩臂在伸缩作业过程中，与周边环境的物体或集装箱发生碰撞，导致损失。将这种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍和识别装置设置在集装箱吊具上的另一大好处是，吊具与集装箱在吊送过程中固定连接，无论集装箱在空中如何移动或晃动，设置在吊具上的伸缩臂与集装箱的相对位置始终固定，能确保相机在短时间内获取清晰的图像。而安装在其他位置的相机，受到集装箱摆动的影响，对焦速度慢，清晰度较低，影响后期图像识别的准确度。4.通过封板，实现了外壳体的防水防尘效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为伸缩装置的立体结构示意图；图2为伸缩装置的伸展状态示意图；图3为伸缩臂的立体结构示意图图4为伸缩装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，包括壳体和置于壳体内的伸缩臂，伸缩臂一端与驱动电机连接，另一端设有相机；所述伸缩臂包括平行力滑套，固定平衡轴，伸缩横轴，传动轴，收缩联动板，以及底座构成；所述传动轴两端分别于平行力滑套，底座套接；所述伸缩衡杆穿套在平行力滑套内，其两端分别与相机和收缩联动板固定连接；所述固定平衡杆穿套在收缩联动板内，其两端分别与平行力滑套和底座固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，包括壳体和置于壳体内的伸缩臂，伸缩臂一端与驱动电机连接，另一端设有相机；所述伸缩臂包括平行力滑套，固定平衡轴，伸缩横轴，传动轴，收缩联动板，以及底座构成；所述传动轴两端分别于平行力滑套，底座套接；所述伸缩衡杆穿套在平行力滑套内，其两端分别与相机和收缩联动板固定连接；所述固定平衡杆穿套在收缩联动板内，其两端分别与平行力滑套和底座固定连接。2.如权利要求1所述的一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，其特征在于：所述收缩联动板上部设有与伸缩衡杆连接的通孔。3.如权利要求1所述的一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，其特征在于：所述收缩联动板上设有与传动轴连接的通孔。4.如权利要求1所述的一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，其特征在于：所述收缩联动板上设有与固定平衡轴连接的通孔。5.如权利要求1至4任一所述的一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，其特征在于：所述平行力滑套由封板，第一收缩联动板，以及滑套组成，封板和第一收缩联动板上部的对应位置均设有通孔，所述滑套设置在对应通孔间。6.如权利要求5所述的一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，其特征在于：所述相机设有保护罩，所述相机还设有LED补光光源，所述相机镜头朝向本体。7.如权利要求6所述的一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，其特征在于：所述保护罩尺寸与外壳开口尺寸一致，可收纳在壳体内。8.如权利要求1至4所述的一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，其特征在于：壳体内设有限位开关，对伸缩臂的伸缩到位信息进行反馈，以及伸缩故障自动报警提示。9.如权利要求1至4所述的一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍识别装置，其特征在于：所述伸缩臂伸缩长度不低于1.1米。10.一种基于伸缩臂的集装箱箱号抓拍方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤一，在集装箱吊运设备上设置有红外对射装置，将吊具工作区分割为水侧工作区和路侧工作区。步骤二，当吊具挂载集装箱后，发出闭锁信号，伸缩臂收到闭锁信号后，激活伸缩控制状态。步骤三，当吊具依次经过第一红外对射装置，第二红外对射装置，判断吊具由水侧工作区进入路侧工作区，当经过第二红外对射装置后，伸缩臂伸出，完...

【专利技术属性】
技术研发人员：范拓，王斌，
申请(专利权)人：无锡顶视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32