集装箱锁孔自动辨识定位方法和系统
阅读：928发布：2023-01-25
专利汇可以提供集装箱锁孔自动辨识定位方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种集装箱 锁 孔自动辨识 定位 方法和系统，提高定位 精度 ，降低定位成本，还可以根据需要进行功能扩展。其技术方案为：用摄像机采集图像，并对图像中的集装箱锁孔进行定位，获得设备 坐标系 后传输给 控制器 进行后续的控制处理，控制器根据给出的 位置 进行设备定位，若是有效安全位置则开始抓取集装箱。，下面是集装箱锁孔自动辨识定位方法和系统专利的具体信息内容。
1.一种集装箱锁孔自动辨识定位系统，包括：
摄像系统，拍摄集装箱的图像；
处理器，连接摄像系统，进一步包括：
锁孔识别模块，和摄像系统通讯连接，基于拍摄到的图像进行锁孔识别，确定锁孔所在的位置；
图像坐标获得模块，和锁孔识别模块通讯连接，基于锁孔所在的位置获得锁孔的图像坐标；
设备坐标转换模块，和图像坐标获得模块通讯连接，将图像坐标转换成抓取设备的设备坐标；
控制器，基于设备坐标对抓取设备进行定位操作。
2.根据权利要求1所述的集装箱锁孔自动辨识定位系统，其特征在于，处理器还包括：
停车范围检测模块，用于检测集装箱是否处于摄像系统的拍摄范围内。
3.一种集装箱锁孔自动辨识定位方法，包括：
拍摄集装箱的图像；
基于拍摄到的图像进行锁孔识别，确定锁孔所在的位置；
基于锁孔所在的位置获得锁孔的图像坐标；
将图像坐标转换成抓取设备的设备坐标；
基于设备坐标对抓取设备进行定位。
4.根据权利要求3所述的集装箱锁孔自动辨识定位方法，其特征在于，在锁孔识别的步骤之前还包括：
检测集装箱是否处于摄像系统的拍摄范围内。
5.根据权利要求4所述的集装箱锁孔自动辨识定位方法，其特征在于，在拍摄集装箱的图像的步骤之前还包括：
对摄像机的双目系统进行标定。
集装箱锁孔自动辨识定位方法和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及对集装箱的锁孔进行辨识定位的技术，尤其涉及采用工业摄像头对集装箱锁孔进行自动辨识定位的方法和系统。
背景技术
[0002] 在集装箱抓取过程中需要对集装箱的锁孔进行定位，目前的定位采用激光扫描定位的技术。现有的激光扫描定位系统的关键技术都掌握在国外厂家，价格非常昂贵，很多大型机械激光扫描技术需要安装多个设备才能实现功能，成本翻倍提高。例如，基于cranemate的激光传感器定位系统由于安装位置限制，会造成成本极大提高。
[0003] 因此，业界急需降低对集装箱锁孔的定位成本。
发明内容
[0004] 以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0005] 本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种集装箱锁孔自动辨识定位方法和系统，提高定位精度，降低定位成本，还可以根据需要进行功能扩展。
[0006] 本发明的技术方案为：本发明揭示了一种集装箱锁孔自动辨识定位系统，包括：
[0007] 摄像系统，拍摄集装箱的图像；
[0008] 处理器，连接摄像系统，进一步包括：
[0009] 锁孔识别模块，和摄像系统通讯连接，基于拍摄到的图像进行锁孔识别，确定锁孔所在的位置；
[0010] 图像坐标获得模块，和锁孔识别模块通讯连接，基于锁孔所在的位置获得锁孔的图像坐标；
[0011] 设备坐标转换模块，和图像坐标获得模块通讯连接，将图像坐标转换成抓取设备的设备坐标；
[0012] 控制器，基于设备坐标对抓取设备进行定位操作。
[0013] 根据本发明的集装箱锁孔自动辨识定位系统的一实施例，处理器还包括：
[0014] 停车范围检测模块，用于检测集装箱是否处于摄像系统的拍摄范围内。
[0015] 本发明还公开了一种集装箱锁孔自动辨识定位方法，包括：
[0016] 拍摄集装箱的图像；
[0017] 基于拍摄到的图像进行锁孔识别，确定锁孔所在的位置；
[0018] 基于锁孔所在的位置获得锁孔的图像坐标；
[0019] 将图像坐标转换成抓取设备的设备坐标；
[0020] 基于设备坐标对抓取设备进行定位。
[0021] 根据本发明的集装箱锁孔自动辨识定位方法的一实施例，在锁孔识别的步骤之前还包括：
[0022] 检测集装箱是否处于摄像系统的拍摄范围内。
[0023] 根据本发明的集装箱锁孔自动辨识定位方法的一实施例，在拍摄集装箱的图像的步骤之前还包括：
[0024] 对摄像机的双目系统进行标定。
[0025] 本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明用摄像机采集图像，并对图像中的集装箱锁孔进行定位，获得设备坐标系后传输给控制器进行后续的控制处理，控制器根据给出的位置进行设备定位，若是有效安全位置则开始抓取集装箱。相较于现有技术，本发明由于采用了工业摄像头而不是昂贵的激光扫描定位设备，因此降低了成本、提高了精度，还提升了功能扩展性。附图说明
[0026] 图1示出了本发明的集装箱锁孔自动辨识定位方法的较佳实施例的流程图。
[0027] 图2示出了本发明的集装箱锁孔自动辨识定位系统的较佳实施例的原理图。
具体实施方式
[0028] 在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
[0029] 图1示出了本发明的集装箱锁孔自动辨识定位方法的较佳实施例的流程，请参见图1，下面是对本实施例的方法的各个步骤的详细描述。
[0030] 步骤S1：拍摄集装箱的图像。
[0031] 较佳的，在拍摄前对摄像机或相机的双目系统进行标定。
[0032] 步骤S2：基于拍摄到的图像进行锁孔识别，确定锁孔所在的位置。
[0033] 较佳的，在锁孔识别之前检测集装箱是否处于摄像系统的拍摄范围内，若超出拍摄范围则对其进行调整，直到集装箱处于正常区间。
[0034] 步骤S3：基于锁孔所在的位置获得锁孔的图像坐标。
[0035] 步骤S4：将图像坐标转换成抓取设备的设备坐标。
[0036] 步骤S5：基于设备坐标对抓取设备进行定位。若是有效安全位置则开始抓取集装箱。
[0037] 图2示出了本发明的集装箱锁孔自动辨识定位系统的较佳实施例的原理。请参见图2，本实施例的系统包括摄像系统1、处理器2和控制器3。
[0038] 摄像系统例如是工业摄像机，用于拍摄集装箱的图像。
[0039] 处理器2电性连接摄像系统1，被配置成具有以下的模块：锁孔识别模块21、图像坐标获得模块22以及设备坐标转换模块23。
[0040] 锁孔识别模块21和摄像系统通讯连接，基于拍摄到的图像进行锁孔识别，以确定锁孔所在的位置。较佳的，在处理器2中设置停车范围检测模块24，用于检测集装箱是否处于摄像系统的拍摄范围内，若不在拍摄范围内则需要指令重新停车。
[0041] 图像坐标获得模块22和锁孔识别模块21通讯连接，基于识别成功的锁孔所在的位置获得锁孔的图像坐标，即锁孔的三维位置信息。
[0042] 设备坐标转换模块23和图像坐标获得模块22通讯连接，将图像坐标转换成抓取设备的设备坐标并传输给控制器3。
[0043] 最后由控制器3基于设备坐标对抓取设备进行定位操作，若是有效安全位置则开始卸载集装箱。
[0044] 尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
[0045] 本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
[0046] 结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
[0047] 结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
[0048] 在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
[0049] 提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
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