CN109104571B - 一种集装箱表面图像采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集装箱表面图像采集方法,包括：步骤1：在集装箱从S3进入S4时，C1、C2抓拍集装箱图像；步骤2：在集装箱从S4进入S5时，C4抓拍集装箱图像，并且对S1的状态进行判断；步骤3：根据步骤2中对S1的状态的判断，若S1未被集装箱遮挡，此时集装箱的尾端从S1进入S2时，C1、C2、C3抓拍第一集装箱图像；若S1被集装箱遮挡，则进行步骤4以及步骤5。本发明能够完整采集集装箱的表面图像，能够精确判断集装箱是否存在破损以及破损类型，适合多种类型集装箱，并且在采集过程中无需停车，效率高，不易受到外部因素干扰，自动化程度高，安全系数高，成本低。

Description

一种集装箱表面图像采集方法

技术领域

本发明涉及集装箱的图像采集技术领域，具体地说，是涉及一种集装箱表面图像采集方法。

背景技术

集装箱最大的成功在于其产品的标准化以及由此建立的一整套运输体系。能够让一个载重几十吨的庞然大物实现标准化，并且以此为基础逐步实现全球范围内的船舶、港口、航线、公路、中转站、桥梁、隧道、多式联运相配套的物流系统，这的确堪称人类有史以来创造的伟大奇迹之一。

目前我国是世界上集装箱的第一制造大国，并在这一生产领域创造了三项世界第一。我国集装箱年生产能力已达580万TEU(标箱)，居世界第一；生产集装箱的规格品种世界第一，我国集装箱生产从干货集装箱到一般货物集装箱，以及特种集装箱、箱式运输车，规格品种已达900多个，能满足各种运输需求；集装箱产销量世界第一，世界集装箱产销量是392万TEU，其中我国集装箱产销量已达374万TEU。

在海上货物运输高度发达的今天，集装箱的使用已经司空见惯，相应的集装箱的检验工作也十分普遍。集装箱检验的目的主要在于确定集装箱的安全使用，避免和防止货损的发生。

但是现有技术的集装箱图像采集存在以下缺点：集装箱图像采集效率低，在货物运输中需要停车检测，不能流水作业，工作效率不高，另外采集过程中由于操作员某些因素会出现遗漏，采集不全面，由于集装箱型号不同需要更换不同的采集方法以及采集设备，诸多不便严重影响集装箱运输的发展。

上述缺陷，值得解决。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种集装箱表面图像采集方法。

本发明技术方案如下所述：

一种集装箱表面图像采集方法,包括以下步骤，

步骤1：集装箱驶入采集通道，同时遮挡红外对射传感器S1、红外对射传感器S2以及红外对射传感器S3，在集装箱从红外对射传感器S3进入红外对射传感器S4时，摄像机C1、摄像机C2抓拍集装箱图像；

步骤2：在集装箱从红外对射传感器S4进入红外对射传感器S5时，集装箱遮挡红外对射传感器S2、红外对射传感器S3以及红外对射传感器S4，摄像机C4抓拍集装箱图像，并且对红外对射传感器S1的状态进行判断；

步骤3：根据步骤2中对红外对射传感器S1的状态的判断，若红外对射传感器S1未被集装箱遮挡，则集装箱为第一集装箱，此时第一集装箱的尾端从红外对射传感器S1进入红外对射传感器S2时，摄像机C1、摄像机C2、摄像机C3抓拍第一集装箱图像；

若红外对射传感器S1被集装箱遮挡，则集装箱为第二集装箱，则进行步骤4；

步骤4：在第二集装箱从红外对射传感器S5进入红外对射传感器S6时，摄像机C1、摄像机C2抓拍第二集装箱图像；

步骤5：根据步骤4，第二集装箱的尾端从红外对射传感器S1进入红外对射传感器S2时，摄像机C1、摄像机C2、摄像机C3抓拍第二集装箱图像。

进一步的，所述摄像机C1以及所述摄像机C2：分别设于所述采集通道的左右两侧，用于拍摄所述集装箱的顶部以及左右两侧面图像；

所述摄像机C3：设于所述采集通道的尾端，用于拍摄所述集装箱的后部图像；

所述摄像机C4：设于所述采集通道的前端，用于拍摄所述集装箱的前部图像；

其中所述摄像机C1以及所述摄像机C2拍摄的图像完整覆盖了集装箱左、右以及顶部图像，主要用于判断集装箱是否存在破损以及破损的类型；

所述摄像机C3以及所述摄像机C4拍摄的图像完整覆盖了集装箱前、后图像，主要用于判断集装箱是否存在破损以及破损的类型。

进一步的，所述摄像机C1以及所述摄像机C2的安装高度均为5500-6000mm，且所述摄像机C1以及所述摄像机C2的视野宽度均为4500-5000mm。

进一步的，所述摄像机C1与所述摄像机C2对称分布设置，且所述摄像机C1与所述摄像机C2分别设于所述红外对射传感器S3的两侧位置。

进一步的，所述摄像机C3以及所述摄像机C4的安装高度均为4700-5200mm。

进一步的，所述红外对射传感器S1、所述红外对射传感器S2、所述红外对射传感器S3、所述红外对射传感器S4、所述红外对射传感器S5以及所述红外对射传感器S6依次排列分布设置，且所述红外对射传感器S2、所述红外对射传感器S3、所述红外对射传感器S4、所述红外对射传感器S5以及所述红外对射传感器S6为等距排列分布设置。

进一步的，所述红外对射传感器S1与所述红外对射传感器S2之间的间距为2000mm，所述红外对射传感器S2与所述红外对射传感器S3之间的距离为1900mm。

进一步的，红外对射传感器S2与所述采集通道的尾端以及所述红外对射传感器S5与所述采集通道的前端均保持一定距离。

进一步的，所述红外对射传感器S1与所述采集通道的尾端的距离均为1500mm，所述红外对射传感器S6与所述采集通道的前端之间的距离均为1600mm。

进一步的，所述集装箱包括所述第一集装箱以及所述第二集装箱，所述第一集装箱为20英尺集装箱，所述第二集装箱为双20英尺集装箱或者为40英尺集装箱或者为45英尺集装箱或者为48英尺集装箱或者为53英尺集装箱

根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明能够完整采集集装箱的表面图像，能够精确判断集装箱是否存在破损以及破损类型，适用范围广，能够采集20英尺集装箱、双20英尺集装箱、40英尺集装箱、45英尺集装箱、48英尺集装箱、53英尺集装箱，并且在采集过程中无需停车，或者车速变化也不会影响集装箱图像的采集，效率高，不易受到外部因素干扰，自动化程度高，安全系数高，成本低。

附图说明

图1为本发明中20英尺集装箱的示意图。

图2为本发明中双20英尺集装箱的示意图。

图3为本发明中40英尺集装箱的示意图。

图4为本发明中红外对射传感器以及摄像机安装高度位置示意图。

图5为本发明中红外对射传感器以及摄像机安装位置的俯视图。

图6为本发明中20英尺集装箱的图像采集示意图。

图7为本发明中双20英尺集装箱的图像采集示意图。

图8为本发明中40英尺集装箱的图像采集示意图。

在图中，C1、摄像机C1；C2、摄像机C2；C3、摄像机C3；C4、摄像机C4；S1、红外对射传感器S1；S2、红外对射传感器S2；S3、红外对射传感器S3；S4、红外对射传感器S4；S5、红外对射传感器S5；S6、红外对射传感器S6。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：

如图1-8所示，一种集装箱表面图像采集方法,包括以下步骤，

步骤1：集装箱驶入采集通道，同时遮挡红外对射传感器S1、红外对射传感器S2以及红外对射传感器S3，在集装箱从红外对射传感器S3进入红外对射传感器S4时，摄像机C1、摄像机C2抓拍集装箱图像；

步骤2：在集装箱从红外对射传感器S4进入红外对射传感器S5时，集装箱遮挡红外对射传感器S2、红外对射传感器S3以及红外对射传感器S4，摄像机C4抓拍集装箱图像，并且对红外对射传感器S1的状态进行判断；

步骤3：根据步骤2中对红外对射传感器S1的状态的判断，若红外对射传感器S1未被集装箱遮挡，则集装箱为第一集装箱，此时第一集装箱的尾端从红外对射传感器S1进入红外对射传感器S2时，摄像机C1、摄像机C2、摄像机C3抓拍第一集装箱图像；

若红外对射传感器S1被集装箱遮挡，则集装箱为第二集装箱，则进行步骤4；

步骤4：在第二集装箱从红外对射传感器S5进入红外对射传感器S6时，摄像机C1、摄像机C2抓拍第二集装箱图像；

步骤5：根据步骤4，第二集装箱的尾端从红外对射传感器S1进入红外对射传感器S2时，摄像机C1、摄像机C2、摄像机C3抓拍第二集装箱图像。

其中，集装箱包括第一集装箱以及第二集装箱，第一集装箱为20英尺集装箱，第二集装箱为双20英尺集装箱或者为40英尺集装箱或者为45英尺集装箱或者为48英尺集装箱或者为53英尺集装箱。

摄像机C1以及摄像机C2：分别设于采集通道的左右两侧，用于拍摄集装箱的顶部以及左右两侧面图像；

摄像机C3：设于采集通道的尾端，用于拍摄集装箱的后部图像；

摄像机C4：设于采集通道的前端，用于拍摄集装箱的前部图像；

摄像机C1以及摄像机C2拍摄的图像完整覆盖了集装箱左、右以及顶部图像，主要用于判断集装箱是否存在破损以及破损的类型；

摄像机C3以及摄像机C4拍摄的图像完整覆盖了集装箱前、后图像，主要用于判断集装箱是否存在破损以及破损的类型。

优选的，在某一具体实施例中，摄像机C1以及摄像机C2的安装高度均为5500-6000mm，且摄像机C1以及摄像机C2的视野宽度均为4500-5000mm。

摄像机C1与摄像机C2对称分布设置，且摄像机C1与摄像机C2分别设于红外对射传感器S3的两侧位置。

优选的，在某一具体实施例中，摄像机C3以及摄像机C4的安装高度均为4700-5200mm。

红外对射传感器S1、红外对射传感器S2、红外对射传感器S3、红外对射传感器S4、红外对射传感器S5以及红外对射传感器S6依次排列分布设置，且红外对射传感器S2、红外对射传感器S3、红外对射传感器S4、红外对射传感器S5以及红外对射传感器S6为等距排列分布设置。

优选的，在某一具体实施例中，红外对射传感器S1与红外对射传感器S2之间的间距为2000mm，红外对射传感器S2与红外对射传感器S3之间的距离为1900mm。

红外对射传感器S2与采集通道的尾端以及红外对射传感器S5与采集通道的前端均保持一定距离。

优选的，在某一具体实施例中，红外对射传感器S1与采集通道的尾端的距离均为1500mm，红外对射传感器S6与采集通道的前端之间的距离均为1600mm。

本发明能够完整采集集装箱的表面图像，能够精确判断集装箱是否存在破损以及破损类型，适用范围广，能够采集20英尺集装箱、双20英尺集装箱、40英尺集装箱、45英尺集装箱、48英尺集装箱、53英尺集装箱，并且在采集过程中无需停车，或者车速变化也不会影响集装箱图像的采集，效率高，不易受到外部因素干扰，自动化程度高，安全系数高，成本低。

本发明主要应用于集装箱港口、码头、物流中心、特殊监管区等领域的集装箱拖车通道，当集装箱拖车通过采集通道时，本发明自动采集集装箱前、后、左、右、顶部5个箱面的图像，可以满足20英尺集装箱、双20英尺集装箱、40英尺集装箱、45英尺集装箱、48英尺集装箱、53英尺集装箱等主流集装箱类型的图像自动采集，图像采集过程在车辆行进过程中完成无需停车，20英尺集装箱采集图像时，本发明自动采集6张图像，双20英尺集装箱、40英尺集装箱、45英尺集装箱、48英尺集装箱、53英尺集装箱自动采集8张图像。

20英尺对应长度6096mm(6.096米)，40英尺对应长度12192mm(12.192米)；集装箱的高度一般在2600mm至2900mm之间，集装箱拖车托架高度在1100mm至1600mm之间，因此集装箱在拖车托架上顶部距离路面高度在3700mm至4500mm之间；

本发明中红外对射传感器安装距离路面高度在3300至3800mm之间，可以确保集装箱拖车经过时，集装箱可以遮挡红外对射传感器，同时不易被车头或其他外部因素干扰；

摄像机C1、摄像机C2用于拍摄集装箱顶部及左右两侧面图像，摄像机C1、摄像机C2的安装高度在5500至6000mm之间，确保视野可以覆盖集装箱顶部及侧面，摄像机C1、摄像机C2的视野宽度4500至5000mm之间，摄像机C3、摄像机C4用于拍摄集装箱前后面图像，安装于车辆通道顶部，距离路面高度在4700至5200mm之间，确保不被集装箱拖车撞击，同时拍摄俯仰角度较小减少图像变形，拍摄距离优选为3500mm，当然在确保摄像机视野不被遮挡的前提下，拍摄距离可以根据实际情况调整。

在采集20英尺集装箱图像时，共采集6张照片，其中集装箱的前、后相面各1张，覆盖顶部及侧面的图像4张，即左右各2张，覆盖集装箱顶部和侧面。

在采集双20英尺集装箱、40英尺集装箱、45英尺集装箱、48英尺集装箱、53英尺集装箱时，共采集8张照片，其中集装箱前、后面各1张，覆盖顶部及侧面的图像6张(，即左右图像各3张，覆盖了双20英尺集装箱、40英尺集装箱、45英尺集装箱、48英尺集装箱、53英尺集装箱顶部和侧面。

由此可见，本发明采集的集装箱图像涵盖了集装箱前、后、左、右、顶部5个箱面，其中前、后面各单独采集1张照片，其余照片包含集装箱侧面和顶面的图像信息，这些照片可以用于工作人员通过图像检测判断集装箱是否存在破损及破损的类型，避免了工作人员在川流不息的通道上作业，提升了作业效率和工作人员的安全，同时图像可以作为证据长久保存；

本发明可以区分出常见的集装箱的类型，如20英尺集装箱、双20英尺集装箱、40英尺集装箱、45英尺集装箱、48英尺集装箱、53英尺集装箱。

本发明通过固定红外对射传感器以及摄像机的位置，确定对于不同的集装箱精准的抓拍时机和位置，抓拍位置具有一致性；通过4部摄像机实现对集装箱前、后、左、右、顶部图像的全覆盖，适应不同类型的集装箱；图像采集在车辆行进过程中进行无需停车，同时车辆在通过图像采集区域内出现临时停车或速度变化也不会影响集装箱图像的采集；通过红外对射传感器的组合逻辑，排除外部因素及信号抖动的干扰。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种集装箱表面图像采集方法,其特征在于，包括以下步骤，

步骤1：集装箱驶入采集通道，同时遮挡红外对射传感器S1、红外对射传感器S2以及红外对射传感器S3，在集装箱从红外对射传感器S3进入红外对射传感器S4时，摄像机C1、摄像机C2抓拍集装箱图像，摄像机C1以及摄像机C2分别设于采集通道的左右两侧，用于拍摄集装箱的顶部以及左右两侧面图像，摄像机C1以及摄像机C2拍摄的图像完整覆盖了集装箱左、右以及顶部图像，用于判断集装箱是否存在破损以及破损的类型，所述摄像机C1与所述摄像机C2对称分布设置，且所述摄像机C1与所述摄像机C2分别设于所述红外对射传感器S3的两侧位置；

步骤2：在集装箱从红外对射传感器S4进入红外对射传感器S5时，集装箱遮挡红外对射传感器S2、红外对射传感器S3以及红外对射传感器S4，摄像机C4抓拍集装箱图像，并且对红外对射传感器S1的状态进行判断，摄像机C4设于采集通道的前端，用于拍摄集装箱的前部图像，红外对射传感器S2与所述采集通道的尾端以及所述红外对射传感器S5与所述采集通道的前端均保持一定距离；

步骤3：根据步骤2中对红外对射传感器S1的状态的判断，若红外对射传感器S1未被集装箱遮挡，则集装箱为第一集装箱，此时第一集装箱的尾端从红外对射传感器S1进入红外对射传感器S2时，摄像机C1、摄像机C2、摄像机C3抓拍第一集装箱图像，摄像机C3设于采集通道的尾端，用于拍摄集装箱的后部图像，摄像机C3以及摄像机C4拍摄的图像完整覆盖了集装箱前、后图像，用于判断集装箱是否存在破损以及破损的类型；

若红外对射传感器S1被集装箱遮挡，则集装箱为第二集装箱，则进行步骤4；

步骤4：在第二集装箱从红外对射传感器S5进入红外对射传感器S6时，摄像机C1、摄像机C2抓拍第二集装箱图像；

步骤5：根据步骤4，第二集装箱的尾端从红外对射传感器S1进入红外对射传感器S2时，摄像机C1、摄像机C2、摄像机C3抓拍第二集装箱图像。

2.根据权利要求1所述的集装箱表面图像采集方法，其特征在于，所述摄像机C1以及所述摄像机C2的安装高度均为5500-6000mm，且所述摄像机C1以及所述摄像机C2的视野宽度均为4500-5000mm。

3.根据权利要求1所述的集装箱表面图像采集方法，其特征在于，所述摄像机C3以及所述摄像机C4的安装高度均为4700-5200mm。

4.根据权利要求1所述的集装箱表面图像采集方法，其特征在于，所述红外对射传感器S1、所述红外对射传感器S2、所述红外对射传感器S3、所述红外对射传感器S4、所述红外对射传感器S5以及所述红外对射传感器S6依次排列分布设置，且所述红外对射传感器S2、所述红外对射传感器S3、所述红外对射传感器S4、所述红外对射传感器S5以及所述红外对射传感器S6为等距排列分布设置。

5.根据权利要求4所述的集装箱表面图像采集方法，其特征在于，所述红外对射传感器S1与所述红外对射传感器S2之间的间距为2000mm，所述红外对射传感器S2与所述红外对射传感器S3之间的距离为1900mm。

6.根据权利要求1所述的集装箱表面图像采集方法，其特征在于，所述红外对射传感器S1与所述采集通道的尾端的距离均为1500mm，所述红外对射传感器S6与所述采集通道的前端之间的距离均为1600mm。

7.根据权利要求1所述的集装箱表面图像采集方法，其特征在于，所述集装箱包括所述第一集装箱以及所述第二集装箱，所述第一集装箱为20英尺集装箱，所述第二集装箱为双20英尺集装箱或者为40英尺集装箱或者为45英尺集装箱或者为48英尺集装箱或者为53英尺集装箱。

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