CN108036778B - 集装箱自动识别系统和识别方法以及港口设施 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集装箱自动识别系统和识别方法以及港口设施。其中，集装箱自动识别系统，用于识别集装箱，其包括区域激光扫描仪和标识信息获取装置，区域激光扫描仪用于发射多个激光束信号以形成激光束扫描扇形区域来检测集装箱的位置，标识信息获取装置用于根据集装箱的位置指示来获取集装箱上的标识信息。本发明集装箱自动识别系统和方法使用区域激光扫描仪用作集装箱位置检测元件，而且仅需设置一台，相较于现有的多组对射式或反射式光电传感器来定位集装箱的方式，简化了结构，而且降低了集装箱自动识别系统中元器件安装位置要求，方便了系统的安装与调试。

Description

集装箱自动识别系统和识别方法以及港口设施

技术领域

本发明涉及设备检测技术领域，尤其涉及一种集装箱自动识别系统和识别方法以及港口设施。

背景技术

现有的集装箱自动识别系统通常利用多组对射式或反射式光电传感器来定位集装箱，继而指示图像采集设备去获取集装箱号码图片并提取号码字符。光电传感器的布局受到诸多限制，对于安装在固定场地上的系统，需要多套安装支架；对于安装移动平台上的系统，需要规避传感器的安装位置的各种限制因素。因此，有必要设计一种新的集装箱自动识别系统来解决上述缺陷。

发明内容

为克服以上技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种集装箱自动识别系统和识别方法以及港口设施，能够降低集装箱自动识别系统元器件安装位置要求，方便系统的安装与调试。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种集装箱自动识别系统，用于识别集装箱，其包括区域激光扫描仪和标识信息获取装置，区域激光扫描仪用于发射多个激光束信号以形成激光束扫描扇形区域来检测集装箱的位置，标识信息获取装置用于根据集装箱的位置指示来获取集装箱上的标识信息。

进一步地，标识信息为标识码或标识字符，标识信息获取装置为图像获取机构，用于抓拍或摄录集装箱上的标识码或标识字符。

进一步地，区域激光扫描仪为单独的一个且设置在识别通道的一侧。

进一步地，标识信息获取装置为多个，能够从集装箱的不同方位获取标识信息。

进一步地，还包括供集装箱通过的识别通道，多个标识信息获取装置设置在识别通道内的不同方位，能够从集装箱的顶部或侧部获取标识信息。

进一步地，多个标识信息获取装置在识别通道内呈非对称设置，以实现依次获取集装箱不同方位上的标识信息。

进一步地，还包括处理器，用于数据的储存和处理，处理器能够根据区域激光扫描仪反馈的集装箱的位置信息来指示标识信息获取装置获取集装箱上的标识信息。

本发明还相应地提供了一种集装箱自动识别方法，用于识别集装箱，其包括：

集装箱位置获取步骤：利用区域激光扫描仪发射多个激光束信号以形成激光束扫描扇形区域来检测集装箱的位置；

标识信息获取步骤：根据集装箱的位置指示，利用标识信息获取装置获取集装箱上的标识信息。

进一步地，集装箱的不同方位均设有相同的标识信息，在标识信息获取步骤中，标识信息获取装置同时或依次从集装箱的不同方位获取标识信息。

进一步地，还包括数据处理步骤：对比标识信息获取装置从集装箱的不同方位获取的标识信息，以多数相同的标识信息作为集装箱上的准确标识信息。

本发明还提供了一种港口设施，其包括上述的集装箱自动识别系统。

进一步地，还包括集装箱，集装箱的不同方位均设有相同的标识信息。

进一步地，多个标识信息在集装箱上呈非对称设置。

由此，基于上述技术方案，本发明集装箱自动识别系统和方法使用区域激光扫描仪用作集装箱位置检测元件，而且仅需设置一台，相较于现有的多组对射式或反射式光电传感器来定位集装箱的方式，简化了结构，而且降低了集装箱自动识别系统中元器件安装位置要求，方便了系统的安装与调试。本发明提供的港口设施也相应地具有上述有益技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明集装箱自动识别系统实施例中集装箱的平铺示意图；

图2为本发明集装箱自动识别系统实施例的结构示意图；

图3为本发明集装箱自动识别系统中第一侧拍摄像机识别标识信息时的结构示意图；

图4为本发明集装箱自动识别系统中第二侧拍摄像机识别标识信息时的结构示意图；

图5为本发明集装箱自动识别系统中第三侧拍摄像机识别标识信息时的结构示意图；

图6为本发明集装箱自动识别系统中第四侧拍摄像机识别标识信息时的结构示意图。

各附图标记分别代表：

1、集装箱；11、集装箱第一侧壁；12、集装箱第二侧壁；13、集装箱箱顶；14、集装箱端壁；15、集装箱端门；2、区域激光扫描仪；3、标识信息获取装置；3-1、第一侧拍摄像机；3-2、第二侧拍摄像机；3-3、第三侧拍摄像机；3-4、第四侧拍摄像机；3-5、顶拍摄像机；A、尺寸和箱型代码；B、箱号和校验码；C、箱主代码和设备识别码。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明的具体实施方式是为了便于对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的说明并不构成对本发明的限定。此外，下面所述的本发明的实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明集装箱自动识别系统一个示意性的实施例中，结合图1和图2所示，集装箱自动识别系统用于识别集装箱1，其包括区域激光扫描仪2和标识信息获取装置3，区域激光扫描仪2用于发射多个激光束信号以形成激光束扫描扇形区域来检测集装箱1的位置，标识信息获取装置3用于根据集装箱1的位置指示来获取集装箱1上的标识信息。

在该示意性的实施例中，集装箱自动识别系统使用区域激光扫描仪2用作集装箱位置检测元件，而且仅需设置一台，相较于现有的多组对射式或反射式光电传感器来定位集装箱的方式，简化了结构，而且降低了集装箱自动识别系统中元器件安装位置要求，方便了系统的安装与调试。优选地，如图2所示，区域激光扫描仪2为单独的一个且设置在识别通道的一侧，这样可以实时检测通过识别通道内的集装箱1，检测快捷准确，具有较高的可实施性。

上述实施例中，集装箱自动识别系统还优选地包括处理器，用于数据的储存和处理，处理器能够根据区域激光扫描仪2反馈的集装箱1的位置信息来指示标识信息获取装置3获取集装箱1上的标识信息。

其中，标识信息可以是集装箱号，也可以是集装箱类型，当然还可以是其他标示信息。标识信息可以通过设置在集装箱1上的磁条或芯片来承载，通过相应的识别设备即可识别集装箱的标识信息，标识信息优选地为标识码或标识字符，相应地，标识信息获取装置3为图像获取机构，例如相机或摄像机，用于抓拍或摄录集装箱1上的标识码或标识字符，易于标记和获取标识信息。图像获取机构抓拍的图片可以是相机工作在照相模式下进行一次拍照获得，也可以是从摄像机的视频流中提取一帧数据保存为图片获得。

对于标识码的具体标识方式，国际标准化组织ISO6346:1995《集装箱代码、识别和标注》标准规定了集装箱识别系统、尺寸和箱型代码及其相关标记和标记的标打方法等。标准中所规定的标识码包括：箱主代码、设备识别码、箱号和校验码。具体地，如图1所示，集装箱1的标识码包括尺寸和箱型代码A、箱号和校验码B以及箱主代码和设备识别码C组成的一组包含4位拉丁字母和7位阿拉伯数字的编号，采用统一标准的标识码能够提高系统的通用性且识别逻辑易于获得，无需单独设计，节约成本。当然，标识码也可以为现在常用的二维码。

本发明集装箱箱号自动识别系统使用区域激光扫描仪可以得到集装箱1的实时位置信息，便于系统更加灵活的选择标识信息获取装置3的布置位置，降低了元器件布局难度，减少了土建工作和安装支架的数量，方便系统的安装与调试。区域激光扫描仪2可以实时检测识别通道中的物体长度和位置，能够方便的区分集装箱或干扰物(比如集装箱卡车车头、自装卸设备等)，避免由于干扰引起的拍摄位置错误，提高了系统图片获取位置的准确度。

标识信息获取装置3可以设置一个，也可以优选地设置多个，能够从集装箱1的不同方位获取标识信息，这样有助于提高识别结果正确性。具体地或优选地，如图1和图2所示，集装箱自动识别系统还包括供集装箱1通过的识别通道，多个标识信息获取装置3设置在识别通道内的不同方位，能够从集装箱1的顶部或侧部获取标识信息。如图1所示，集装箱1包括集装箱第一侧壁11、集装箱第二侧壁12、集装箱箱顶13、集装箱端壁14以及集装箱端门15，在集装箱第一侧壁11、集装箱第二侧壁12、集装箱箱顶13、集装箱端壁14以及集装箱端门15均标记有尺寸和箱型代码A、箱号和校验码B以及箱主代码和设备识别码C，多个标识信息获取装置3包括设置在识别通道内的不同方位的第一侧拍摄像机3-1、第二侧拍摄像机3-2、第三侧拍摄像机3-3、第四侧拍摄像机3-4以及顶拍摄像机3-5。

如图2～图6所示，多个标识信息获取装置3在识别通道内呈非对称设置，以实现依次获取集装箱1不同方位上的标识信息。依次获取集装箱1不同方位上的标识信息相对于同时获取的方式能够减少处理器同时承担的计算处理量，因而降低对处理器的计算处理能力要求，而且依次获取的方式也便于准确地获得集装箱1上的标识信息。

基于本发明的技术构思，本发明相应地提供了一种用于识别集装箱1的集装箱自动识别方法，其包括：

集装箱位置获取步骤：利用区域激光扫描仪2发射多个激光束信号以形成激光束扫描扇形区域来检测集装箱1的位置；

标识信息获取步骤：根据集装箱1的位置指示，利用标识信息获取装置3获取集装箱1上的标识信息。

集装箱自动识别方法选用区域激光扫描仪2用作集装箱位置检测元件，而且仅需设置一台，相较于现有的多组对射式或反射式光电传感器来定位集装箱的方式，降低了集装箱自动识别系统中元器件安装位置要求，方便了安装与调试。

为了进一步提高识别准确度，集装箱1的不同方位均设有相同的标识信息，优选地，在标识信息获取步骤中，标识信息获取装置3同时或依次从集装箱1的不同方位获取标识信息。从集装箱1的不同方位获取标识信息有助于提高识别结果正确性。而依次获取集装箱1不同方位上的标识信息相对于同时获取的方式能够减少处理器同时承担的计算处理量，因而降低对处理器的计算处理能力要求，而且依次获取的方式也便于准确地获得集装箱1上的标识信息。

对于如何从集装箱1的不同方位获取的标识信息中获取最准确的标识信息，上述方法还包括数据处理步骤：对比标识信息获取装置3从集装箱1的不同方位获取的标识信息，以多数相同的标识信息作为集装箱1上的准确标识信息，这样能够得出正确性最大的结果。

下面以图1～图6所示的实施例为例来说明本发明集装箱自动识别系统和方法的工作原理和过程如下：

图3～图6中的箭头表示集装箱1在识别通道内相对于集装箱识别系统的行进方向。这种运动是相对的，不限定相对运动的方向，也不限定自动识别系统或被识别的集装箱中的任一方处于绝对静止状态。同时，该系统也不限定集装箱通过识别通道时，箱与箱之间的间隙大小以及连续通过识别通道的集装箱数量。

当区域激光扫描仪2检测到集装箱1运动到预设拍摄位置时，集装箱自动识别系统指示标识信息获取装置3(摄像机)做出拍摄预备和正式拍摄等动作过程。拍摄预备动作包括且不限于环境照度采集，计算拍摄曝光参数、增益参数，是否采用灯具补光措施等；正式拍摄动作可以是照相也可以是拍摄视频图像。

当集装箱1行进到如图3所示的位置时，集装箱自动识别系统指示第一侧拍摄像机3-1抓拍集装箱端壁14上的标识码(尺寸和箱型代码A、箱号和校验码B以及箱主代码和设备识别码C)并进行储存；当集装箱1继续行进到如图4所示的位置时，集装箱自动识别系统指示第二侧拍摄像机3-2抓拍集装箱第二侧壁12上的标识码并进行储存；当集装箱1继续行进到如图5所示的位置时，集装箱自动识别系统指示第三侧拍摄像机3-3抓拍集装箱第一侧壁11上的标识码并进行储存；当集装箱1继续行进到如图6所示的位置时，集装箱自动识别系统指示第四侧拍摄像机3-4抓拍集装箱端门15上的标识码并进行储存，在行进过程中，集装箱自动识别系统指示顶拍摄像机3-5抓拍集装箱箱顶13上前后端的两个标识码并进行储存。

经过上述过程，集装箱自动识别系统获取了集装箱侧壁、端壁、端门以及箱顶上的集装箱标识的图片，调用字符识别算法，对照片进行图片校正，并从中提取字符数据，集装箱自动识别系统对比从集装箱1的不同方位获取的字符数据，以多数相同的字符数据作为算法运算结果即为集装箱号码、尺寸代码和箱型代码。

当集装箱1反向通过通道时，拍摄按图6、图5、图4以及图3的顺序进行。无论集装箱是正向通过还是反向通过，均不限制下一辆车的进入方向。

在拍摄同一位置的集装箱号码时，摄像机优选地与集装箱相对位置固定，这样使得集装箱正反向通过时摄像机无需变焦和调整其他参数。

本发明还提供了一种港口设施，其包括上述的集装箱自动识别系统。由于本发明集装箱自动识别系统能够降低集装箱自动识别系统元器件安装位置要求且方便系统的安装与调试，相应地，本发明港口设施也具有上述的有益技术效果，在此不再赘述。相应地，如图1所示，港口设施还优选地包括集装箱1，集装箱1的不同方位均设有相同的标识信息。进一步地，多个标识信息在集装箱1上呈非对称设置，多个标识信息获取装置3在识别通道内呈非对称设置，以实现依次获取集装箱1不同方位上的标识信息。依次获取集装箱1不同方位上的标识信息相对于同时获取的方式能够减少处理器同时承担的计算处理量，因而降低对处理器的计算处理能力要求，而且依次获取的方式也便于准确地获得集装箱1上的标识信息。

本发明港口设施使用区域激光扫描仪定位的集装箱自动识别系统既可以安装在固定场地上，也可以安装到移动平台上。两种安装方式均可以在集装箱通过识别通道时自动获取集装箱的标识信息。安装在移动平台上时，更可以在集装箱静止的情况下，集装箱自动识别系统主动从集装箱旁经过，以获取集装箱的标识信息，还可以作为各种类型的集装箱检查系统的集成设备，在检查集装箱同时获得集装箱的标识信息。

以上结合的实施例对于本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种集装箱自动识别系统，用于识别集装箱(1)，其特征在于，包括区域激光扫描仪(2)、标识信息获取装置(3)和处理器，所述区域激光扫描仪(2)用于发射多个激光束信号以形成激光束扫描扇形区域来检测所述集装箱(1)的位置，所述标识信息获取装置(3)用于根据所述集装箱(1)的位置指示来获取所述集装箱(1)上的标识信息，所述处理器用于数据的储存和处理，所述处理器能够根据所述区域激光扫描仪(2)反馈的集装箱(1)的位置信息来指示所述标识信息获取装置(3)获取所述集装箱(1)上的标识信息。

2.根据权利要求1所述的集装箱自动识别系统，其特征在于，所述标识信息为标识码或标识字符，所述标识信息获取装置(3)为图像获取机构，用于抓拍或摄录所述集装箱(1)上的标识码或标识字符。

3.根据权利要求1所述的集装箱自动识别系统，其特征在于，所述区域激光扫描仪(2)为单独的一个且设置在识别通道的一侧。

4.根据权利要求1所述的集装箱自动识别系统，其特征在于，所述标识信息获取装置(3)为多个，能够从所述集装箱(1)的不同方位获取所述标识信息。

5.根据权利要求4所述的集装箱自动识别系统，其特征在于，还包括供所述集装箱(1)通过的识别通道，多个所述标识信息获取装置(3)设置在所述识别通道内的不同方位，能够从集装箱(1)的顶部或侧部获取所述标识信息。

6.根据权利要求5所述的集装箱自动识别系统，其特征在于，多个所述标识信息获取装置(3)在所述识别通道内呈非对称设置，以实现依次获取所述集装箱(1)不同方位上的所述标识信息。

7.一种应用权利要求1～6任一项所述的集装箱自动识别系统的集装箱自动识别方法，用于识别集装箱(1)，其特征在于，包括：

集装箱位置获取步骤：利用区域激光扫描仪(2)发射多个激光束信号以形成激光束扫描扇形区域来检测所述集装箱(1)的位置；

标识信息获取步骤：根据所述集装箱(1)的位置指示，利用标识信息获取装置(3)获取所述集装箱(1)上的标识信息。

8.根据权利要求7所述的集装箱自动识别方法，其特征在于，所述集装箱(1)的不同方位均设有相同的所述标识信息，在所述标识信息获取步骤中，所述标识信息获取装置(3)同时或依次从所述集装箱(1)的不同方位获取所述标识信息。

9.根据权利要求7所述的集装箱自动识别方法，其特征在于，还包括数据处理步骤：对比所述标识信息获取装置(3)从所述集装箱(1)的不同方位获取的所述标识信息，以多数相同的所述标识信息作为所述集装箱(1)上的准确标识信息。

10.一种港口设施，其特征在于，包括权利要求1～5任一项所述的集装箱自动识别系统。

11.根据权利要求10所述的港口设施，其特征在于，还包括所述集装箱(1)，所述集装箱(1)的不同方位均设有相同的所述标识信息。

12.根据权利要求11所述的港口设施，其特征在于，多个所述标识信息在所述集装箱(1)上呈非对称设置。