CN104609303A - 一种带视觉辅助的桥吊系统 - Google Patents

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Abstract

一种带视觉辅助的桥吊系统，涉及桥吊领域。本发明解决了目前的桥吊在夜里、雾天、雨天等视野不良情况下无法准确对准，极大影响了港口的吞吐效率的问题。一种带视觉辅助的桥吊系统，它包括桥吊本体、N轴控制系统、视觉辅助系统、光源和主控系统；视觉辅助系统包括可见光传感器、热成像传感器和可变焦摄像头；主控系统包括图像识别模块、图像定位模块、图像测量模块、图像合成模块、图像处理模块；主控系统还包括检测及报警模块与图像处理模块连接。本发明采用视觉输助系统对桥吊进行辅助定位，并克服了视觉输助系统在夜间、大雾天、雨天等视野不良时不能工作的困难；使得桥吊可以快速的抓取集装箱，提高了港口的吞吐效率。

Description

一种带视觉辅助的桥吊系统
技术领域
本发明涉及桥吊领域，特别是涉及一种带视觉辅助的桥吊系统。
背景技术
随着我国的世界贸易不断发展，港口集装箱吞吐量每年都以20-30％的速度增加。如何在港口第一时间内高效、安全并可全天候操作完成各种集装箱的装卸工作已成为港口极待解决的问题。操作人员在高空开桥吊，头一直低着，要时刻关注下面的一举一动，眼睛容易疲劳；每个动作都要小心翼翼，不能有半点马虎、一点闪失，否则就要出事故，这既影响港口的吞吐速度，又影响船期；在这时时晃动的小空间里，12个小时的一个班次下来，腰酸头晕是正常现象。在夜里、雾天、雨天等视野不良情况下无法准确对准，极大影响了港口的吞吐效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种带视觉辅助的桥吊系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带视觉辅助的桥吊系统，它包括桥吊本体、N轴控制系统、视觉辅助系统、光源和主控系统；所述的视觉辅助系统包括可见光传感器、热成像传感器和可变焦摄像头；可见光传感器和热成像传感器合为一对后设置在桥吊本体的附近；所述的可变焦摄像头设置在桥吊本体的桥吊夹爪的内侧凹槽中；每个固定为一对的可见光传感器和热成像传感器上和每个可变焦摄像头上皆设置有独立的光源；所述的主控系统包括图像识别模块、图像定位模块、图像测量模块、图像合成模块、图像处理模块；所述的视觉辅助系统与主控系统的图像数据输入端连接；所述的主控系统的图像数据输入端分别与图像识别模块、图像定位模块、图像测量模块的输入端连接；所述的图像识别模块、图像定位模块、图像测量模块的输出端与图像合成模块的输入端连接；所述的图像合成模块的输出端与图像处理模块的输入端连接；所述的图像处理模块的输出端连接N轴控制系统；所述的N轴控制系统的指令输出端连接桥吊本体的伺服电机；所述的主控系统还包括检测及报警模块与图像处理模块连接。
所述的桥吊本体的桥吊夹爪在集装箱上的相对位置的固定槽上设置有用于配合可变焦摄像头的准星的校准线。
所述的N轴控制系统上还设置有显示带距离差的实景的控制显示窗和用于切换自动操作和手动操作的控制面板。
所述的图像处理模块和检测及报警模块的数据输出端与互联网连接；所述的互联网连通监控中心的显示设备和数据储存设备。
工作原理：通过视觉辅助系统对桥吊过程进行采集图像，通过主控系统进行图像识别、定位及测量，然后进行图像处理，把相关参数输入到N轴控制系统，N轴控制系统对伺服电机输出指令，控制N轴联动来相应移动桥吊本体，再通过设置在桥吊夹爪的内侧的凹槽中的可变焦摄相头使桥吊夹爪与集装箱的固定槽精确对准，使桥吊可以精确的抓取集装箱；在视觉辅助系统中设置独立的照明光源，可使桥吊可在白天黑夜皆可正常操作；为了克服大雾天、雨天等视野不良的天气状况，采用了可见光传感器和热成像传感器合为一对的方式，将相应得到的可见光图像和热成像图像通过主控系统的图像合成模块进行合成处理，得到的图像可真实反映桥吊的实际情况；主控系统通过互联网连接监控中心的显示设备和数据储存设备；使得所有集装箱吊装基本信息和实时视频信息监控中心均可观察到，所有基本信息可存储以备查阅，并且在出现异常状况时，主控系统的检测及报警模块会及时报警，并将报警信号传输到监控中心，使得异常状况得以及时的处理；N轴控制系统上设置的控制显示窗可显示实景中桥吊和集装箱的距离差值，便于操作人员观察，并可通过控制面板进行手动操作。
本发明的有益效果：本发明的一种带视觉辅助的桥吊系统，采用视觉输助系统对桥吊进行辅助定位，并克服了视觉输助系统在夜间、大雾天、雨天等视野不良时不能工作的困难；使得桥吊可以快速的抓取集装箱，提高了港口的吞吐效率。
附图说明
图1为实施例的一种带视觉辅助的桥吊系统的原理示意图；
其中，1-桥吊本体，2-N轴控制系统，3-视觉辅助系统，4-光源，5-主控系统，6-互联网，7-显示设备，8-数据储存设备，9-集装箱，11-桥吊夹爪，12-伺服电机，21-控制显示窗，22-控制面板，31-可见光传感器，32-热成像传感器，33-可变焦摄像头，51-图像识别模块，52-图像定位模块，53-图像测量模块，54-图像合成模块，55-图像处理模块，56-检测及报警模块。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例
如图1所示，一种带视觉辅助的桥吊系统，它包括桥吊本体1、N轴控制系统2、视觉辅助系统3、光源4和主控系统5；所述的视觉辅助系统3包括可见光传感器31、热成像传感器32和可变焦摄像头33；可见光传感器31和热成像传感器32合为一对后设置在桥吊本体1的附近；所述的可变焦摄像头33设置在桥吊本体1的桥吊夹爪11的内侧凹槽中；每个固定为一对的可见光传感器31和热成像传感器32上和每个可变焦摄像头33上皆设置有独立的光源4；所述的主控系统5包括图像识别模块51、图像定位模块52、图像测量模块53、图像合成模块54、图像处理模块55；所述的视觉辅助系统3与主控系统5的图像数据输入端连接；所述的主控系统5的图像数据输入端分别与图像识别模块51、图像定位模块52、图像测量模块53的输入端连接；所述的图像识别模块51、图像定位模块52、图像测量模块53的输出端与图像合成模块54的输入端连接；所述的图像合成模块54的输出端与图像处理模块55的输入端连接；所述的图像处理模块55的输出端连接N轴控制系统2；所述的N轴控制系统2的指令输出端连接桥吊本体1的伺服电机12；所述的主控系统5还包括检测及报警模块56与图像处理模块55连接；所述的桥吊本体1的桥吊夹爪11在集装箱9上的相对位置的固定槽上设置有用于配合可变焦摄像头33的准星的校准线；所述的N轴控制系统2上还设置有显示带距离差的实景的控制显示窗21和用于切换自动操作和手动操作的控制面板22；所述的图像处理模块55和检测及报警模块56的数据输出端与互联网6连接；所述的互联网6连通监控中心的显示设备7和数据储存设备8。
本实施例的一种带视觉辅助的桥吊系统的工作原理：通过视觉辅助系统3对桥吊过程进行采集图像，通过主控系统5进行图像识别、定位及测量，然后进行图像处理，把相关参数输入到N轴控制系统2，N轴控制系统2对伺服电机12输出指令，控制N轴联动来相应移动桥吊本体，再通过设置在桥吊夹爪11的内侧的凹槽中的可变焦摄相头33使桥吊夹爪11与集装箱9的固定槽精确对准，使桥吊可以精确的抓取集装箱；在视觉辅助系统3中设置独立的照明光源，可使桥吊可在白天黑夜皆可正常操作；为了克服大雾天、雨天等视野不良的天气状况，采用了可见光传感器31和热成像传感器32合为一对的方式，将相应得到的可见光图像和热成像图像通过主控系统的图像合成模块54进行合成处理，得到的图像可真实反映桥吊的实际情况；主控系统5通过互联网6连接监控中心的显示设备7和数据储存设备8；使得所有集装箱吊装基本信息和实时视频信息监控中心均可观察到，所有基本信息可存储以备查阅，并且在出现异常状况时，主控系统5的检测及报警模块56会及时报警，并将报警信号传输到监控中心，使得异常状况得以及时的处理；N轴控制系统2上设置的控制显示窗21可显示实景中桥吊和集装箱的距离差值，便于操作人员观察，并可通过控制面板22进行手动操作。
上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种带视觉辅助的桥吊系统，其特征在于：它包括桥吊本体、N轴控制系统、视觉辅助系统、光源和主控系统；所述的视觉辅助系统包括可见光传感器、热成像传感器和可变焦摄像头；可见光传感器和热成像传感器合为一对后设置在桥吊本体的附近；所述的可变焦摄像头设置在桥吊本体的桥吊夹爪的内侧凹槽中；每个固定为一对的可见光传感器和热成像传感器上和每个可变焦摄像头上皆设置有独立的光源；所述的主控系统包括图像识别模块、图像定位模块、图像测量模块、图像合成模块、图像处理模块；所述的视觉辅助系统与主控系统的图像数据输入端连接；所述的主控系统的图像数据输入端分别与图像识别模块、图像定位模块、图像测量模块的输入端连接；所述的图像识别模块、图像定位模块、图像测量模块的输出端与图像合成模块的输入端连接；所述的图像合成模块的输出端与图像处理模块的输入端连接；所述的图像处理模块的输出端连接N轴控制系统；所述的N轴控制系统的指令输出端连接桥吊本体的伺服电机；所述的主控系统还包括检测及报警模块与图像处理模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种带视觉辅助的桥吊系统，其特征在于：所述的桥吊本体的桥吊夹爪在集装箱上的相对位置的固定槽上设置有用于配合可变焦摄像头的准星的校准线。
3.根据权利要求1所述的一种带视觉辅助的桥吊系统，其特征在于：所述的N轴控制系统上还设置有显示带距离差的实景的控制显示窗和用于切换自动操作和手动操作的控制面板。
4.根据权利要求1所述的一种带视觉辅助的桥吊系统，其特征在于：所述的图像处理模块和检测及报警模块的数据输出端与互联网连接；所述的互联网连通监控中心的显示设备和数据储存设备。
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