一种集卡集装箱对箱自动检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种集卡集装箱对箱自动检测系统及其检测方法，包括：触发模块，设于道口的车道上，用于判断车道上是否有集卡经过；数据采集模块，具有多个，均通过支架设于车道的两侧，用于采集集卡锁头和集装箱锁孔的图像数据；信号处理模块，设于道口旁的电气房内，与所述数据采集模块数据连接，用于对采集的图像数据进行处理，判断集卡锁头和集装箱锁孔是否对箱成功；报警模块，设于道口旁的电气房外，与所述信号处理模块数据连接，当所述信号处理模块判断集卡锁头和集装箱锁孔对箱失败时，由所述报警模块发出警告。本发明专利技术不仅能够节省成本，而且也大大提高了对箱检测的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种集卡集装箱对箱自动检测系统及其检测方法
本专利技术涉及基于机器视觉的集卡装卸对箱自动检测技术，更具体地说，涉及一种集卡集装箱对箱自动检测系统及其检测方法。
技术介绍
传统意义上的铁路集装箱物流中心，负责物流中心内运输集装箱的拖车称为内集卡，驶出物流中心的拖车称为外集卡。外集卡在运送集装箱过程中，经历的路况复杂，为防止路上的颠簸造成集装箱掉落，需要固定集装箱。外集卡的车身四周和中部位置均安装机械锁头，当携带集装箱时，车身锁头可以插入集装箱底部的锁孔，然后固定。在堆场起重机对外集卡作业之后，拖车司机将驾驶集卡驶离物流中心。由于起重机司机的视线受限，无法清晰地看到车身锁头情况，如果拖车司机忘记固定锁头，那集卡在行驶过程中，会由于路况因素，致使车轮倾覆，损坏车辆并危及拖车司机安全。目前的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，但此种方式成本过高且准确率不高。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种集卡集装箱对箱自动检测系统及其检测方法，不仅能够节省成本，而且也大大提高了对箱检测的准确率。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，一种集卡集装箱对箱自动检测系统，包括：触发模块，设于道口的车道上，用于判断车道上是否有集卡经过；数据采集模块，具有多个，均通过支架设于车道的两侧，用于采集集卡锁头和集装箱锁孔的图像数据；信号处理模块，设于道口旁的电气房内，与所述数据采集模块数据连接，用于对采集的图像数据进行处理，判断集卡锁头和集装箱锁孔是否对箱成功；报警模块，设于道口旁的电气房外，与所述信号处理模块数据连接，当所述信号处理模块判断集卡锁头和集装箱锁孔对箱失败时，由所述报警模块发出警告。较佳的，所述触发模块采用地磁线圈或红外发射接收器。较佳的，所述数据采集模块设有六个，均采用高清检测相机，车道的每一侧均设有三个所述高清检测相机。较佳的，所述高清检测相机的视场垂直于集卡的行驶方向。较佳的，所述报警模块包括PLC，及与所述PLC相连的报警器和显示屏。另一方面，一种集卡集装箱对箱自动检测方法：当集卡到达拍摄区域后，触发所述的集卡集装箱对箱自动检测系统中的所述触发模块，由所述集卡集装箱对箱自动检测系统获取上位机的载箱情况断定当前集卡是否载箱，若当前集卡为载箱状态，则触发所述数据采集模块，并将图像数据传递给所述信号处理模块进行对箱检测，若当前集卡为非载箱状态，则放行当前集卡；所述信号处理模块进行对箱检测时，若检测集卡锁头和集装箱锁孔对箱正确，则放行当前集卡，若检测集卡锁头和集装箱锁孔对箱不正确，则由人工对箱。较佳的，所述信号处理模块进行对箱检测进一步包括：先检测图像数据中集装箱锁孔的位置，将集装箱锁孔的像素坐标计算出来，记为(x1，y1)；再以集装箱锁孔为中心，检测邻域是否有集卡锁头，若无，则表示集卡锁头和集装箱锁孔对箱正确，当前集卡放行，若有，则计算集卡锁头的像素坐标计算出来，记为(x2，y2)；计算得到集装箱锁孔、集卡锁头的像素坐标后，以集装箱锁孔为原点，得到集装箱锁孔、集卡锁头所形成的向量：x2-x1，记为再通过以下公式：计算得到与x轴所形成的夹角和向量的模，夹角记为θ，模记为较佳的，所述夹角θ和所述模的值均为零时，则判断集卡锁头和集装箱锁孔对箱正确。较佳的，所述夹角θ和所述模的值均为零时，则判断集卡锁头和集装箱锁孔对箱不正确，再设置所述夹角θ的阀值为α，所述模的阀值为β，若θ＞α或者则判断集卡锁头和集装箱锁孔对箱失败，需进行人工处理，若θ＜α或者则判断集卡锁头和集装箱锁孔对箱成功，放行当前集卡。在上述的技术方案中，本专利技术所提供的一种集卡集装箱对箱自动检测系统及其检测方法，具有以下几点有益效果：1)避免了现有技术中的以人工引导为主的集装箱对箱工作的模式，提高了集装箱的装卸效率及安全性；2)本专利技术安装维护方便，有效保障岸桥作业的自动化运作；3)与激光雷达相比，本方法实现了对集卡的每个锁头及对应锁孔的独立检测，大大提高了对箱准确率的同时，降低了使用成本。附图说明图1是本专利技术集卡集装箱对箱自动检测系统的连接框架示意图；图2是本专利技术集卡集装箱对箱自动检测系统中数据采集模块的现场布置示意图；图3是图2的右视示意图；图4是本专利技术集卡集装箱对箱自动检测方法的流程示意图；图5是本专利技术集卡集装箱对箱自动检测方法中信号处理模块计算判断的流程示意图；图6是图5信号处理模块计算判断对箱正确时的位置示意图；图7是图5信号处理模块计算判断对箱不正确时情况1的位置示意图；图8是图5信号处理模块计算判断对箱不正确时情况2的位置示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。请结合图1所示，本专利技术所提供的一种集卡集装箱对箱自动检测系统，包括：触发模块1，采用地磁线圈或红外发射接收器，位置设置在道口的车道上，用于判断车道上是否有集卡100经过，一旦有集卡100经过时，则将信号传递给数据采集模块2。六个数据采集模块2，均采用高清检测相机，分别编号为A、B、C、D、E、F，位置设置在道口车道的两侧，每侧各三个，均通过支架设于车道的最佳拍摄位置，安装高度略高于通过集卡100的车架高度，使六台高清检测相机的视场垂直于集卡的行驶方向。一般集装箱与集卡100之间通过四个锁头、锁孔锁定在一起，锁头、锁孔分别位于集装箱与集卡100对应的四个角位置，40寸的集装箱需用到A、C、D、E、F高清检测相机采集图像数据，请结合图2、图3所示，而20寸的集装箱需用到A、B、C、D、E、F高清检测相机采集图像数据。数据采集模块2用于采集集卡锁头和集装箱锁孔的图像数据，并且位置能够保证每个数据采集模块2都能采集一个锁头和锁孔的图像数据。信号处理模块3，包含计算板卡，位置设置在道口旁的电气房内，与数据采集模块2数据连接，用于对采集的图像数据进行处理，判断集卡锁头和集装箱锁孔是否对箱成功。报警模块4，包含PLC401，及与PLC401相连的报警器402和显示屏403，位置设置在道口旁的电气房外，与信号处理模块数据3连接，当信号处理模块3判断集卡锁头和集装箱锁孔对箱失败时，由报警模块4发出警告。请结合图4所示，本专利技术还提供了一种集卡集装箱对箱自动检测方法：当集卡100到达拍摄区域后，触发集卡集装箱对箱自动检测系统中的触发模块1，由集卡集装箱对箱自动检测系统获取上位机的载箱情况断定当前集卡100是否载箱，若当前集卡100为载箱状态，则立刻触发数据采集模块2，抓拍对应的锁孔图像，并将图像数据传递给信号处理模块3进行对箱检测，若当前集卡100为非载箱状态，则放行当前集卡100。在信号处理模块3进行对箱检测时，若检测集卡锁头和集装箱锁孔对箱正确，则放行当前集卡100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集卡集装箱对箱自动检测系统，其特征在于，包括：/n触发模块，设于道口的车道上，用于判断车道上是否有集卡经过；/n数据采集模块，具有多个，均通过支架设于车道的两侧，用于采集集卡锁头和集装箱锁孔的图像数据；/n信号处理模块，设于道口旁的电气房内，与所述数据采集模块数据连接，用于对采集的图像数据进行处理，判断集卡锁头和集装箱锁孔是否对箱成功；/n报警模块，设于道口旁的电气房外，与所述信号处理模块数据连接，当所述信号处理模块判断集卡锁头和集装箱锁孔对箱失败时，由所述报警模块发出警告。/n

【技术特征摘要】
1.一种集卡集装箱对箱自动检测系统，其特征在于，包括：
触发模块，设于道口的车道上，用于判断车道上是否有集卡经过；
数据采集模块，具有多个，均通过支架设于车道的两侧，用于采集集卡锁头和集装箱锁孔的图像数据；
信号处理模块，设于道口旁的电气房内，与所述数据采集模块数据连接，用于对采集的图像数据进行处理，判断集卡锁头和集装箱锁孔是否对箱成功；
报警模块，设于道口旁的电气房外，与所述信号处理模块数据连接，当所述信号处理模块判断集卡锁头和集装箱锁孔对箱失败时，由所述报警模块发出警告。


2.如权利要求1所述的集卡集装箱对箱自动检测系统，其特征在于：所述触发模块采用地磁线圈或红外发射接收器。


3.如权利要求1所述的集卡集装箱对箱自动检测系统，其特征在于：所述数据采集模块设有六个，均采用高清检测相机，车道的每一侧均设有三个所述高清检测相机。


4.如权利要求3所述的集卡集装箱对箱自动检测系统，其特征在于：所述高清检测相机的视场垂直于集卡的行驶方向。


5.如权利要求1所述的集卡集装箱对箱自动检测系统，其特征在于：所述报警模块包括PLC，及与所述PLC相连的报警器和显示屏。


6.一种集卡集装箱对箱自动检测方法，其特征在于：
当集卡到达拍摄区域后，触发权利要求1-5任一项所述的集卡集装箱对箱自动检测系统中的所述触发模块，由所述集卡集装箱对箱自动检测系统获取上位机的载箱情况断定当前集卡是否载箱，若当前集卡为载箱状态，则触发所述数据采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：张巍华，朱亮，姜军，沈阳，张志伟，宓超，凤宇飞，
申请(专利权)人：上海振华重工集团股份有限公司，上海海瞩智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31