CN109455619B - 集装箱姿态的定位方法、装置及吊具控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集装箱姿态的定位方法、装置及吊具控制器，涉及集装箱定位的技术领域，该方法包括：获取吊具摄像头拍摄的图像信息，提取图像信息中包括的吊具上的集装箱的轮廓信息，以及目标区域的轮廓信息；根据集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息计算吊具上的集装箱与目标区域的偏移角度；将偏移角度标记为集装箱的姿态角，以对集装箱的姿态进行定位。本发明提供的集装箱姿态的定位方法、装置及吊具控制器，避免了使用分辨率较高的工业级摄像头，进而降低了使用成本。

Description

集装箱姿态的定位方法、装置及吊具控制器

技术领域

本发明涉及集装箱定位的技术领域，尤其是涉及一种集装箱姿态的定位方法、装置及吊具控制器。

背景技术

以往的集装箱的抓取工作，通常处于人工操作阶段，但是，将吊具的旋锁精准地插入集装箱顶部对应的锁孔是一件极其精细的事情，不但要求司机操作熟练，注意力也需高度集中，使得操作人员的工作强度较大。

因此，目前多采用图像识别的方式，来自动执行集装箱的抓取工作，例如，可以将集装箱图像识别、定位和吊具的最优化运动控制结合起来，能完成吊具对集装箱自动抓取的过程，减小操作人员的工作强度。

但是，基于图像识别的集装箱抓取过程，往往对图像分辨率的要求较高，因此，多采用工业级摄像头进行图像的采集，使得实现成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种集装箱姿态的定位方法、装置及吊具控制器，以缓解现有技术中使用工业摄像头的成本较高的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种集装箱姿态的定位方法，该方法包括：获取吊具摄像头拍摄的图像信息，其中，图像信息包括吊具上的集装箱的图像，以及目标区域的图像，目标区域为吊具上的集装箱需要放置的位置；提取图像信息中包括的吊具上的集装箱的轮廓信息，以及目标区域的轮廓信息；根据集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息计算吊具上的集装箱与目标区域的偏移角度；将偏移角度标记为集装箱的姿态角，以对集装箱的姿态进行定位。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：当偏移角度小于预先设置的角度阈值时，触发吊具将集装箱放置到目标区域；当偏移角度大于预先设置的角度阈值时，根据偏移角度对吊具的角度进行调节，以使偏移角度小于角度阈值。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述根据偏移角度对吊具的角度进行调节的步骤包括：根据偏移角度计算吊具的调节角度，按照调节角度对吊具的旋转角进行调节。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述提取图像信息中包括的吊具上的集装箱的轮廓信息，以及目标区域的轮廓信息的步骤包括：提取吊具上的集装箱靠近目标区域的底面上其中一个集装箱边缘的轮廓信息，以及提取目标区域上，且与提取的集装箱边缘近邻的区域边缘的轮廓信息。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：如果目标区域上放置有目标集装箱，提取目标集装箱靠近吊具上的集装箱的顶面上，且与提取的集装箱边缘近邻的边缘的轮廓信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述根据集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息计算吊具上的集装箱与目标区域的偏移角度的步骤包括：获取预先建立的图像坐标系，在坐标系中计算集装箱的轮廓信息的第一成像方程，以及计算目标区域的轮廓信息的第二成像方程；根据第一成像方程和第二成像方程计算吊具上的集装箱与目标区域的偏移角度。

第二方面，本发明实施例还提供一种集装箱姿态的定位装置，该装置包括：获取模块，用于获取吊具摄像头拍摄的图像信息，其中，图像信息包括吊具上的集装箱的图像，以及目标区域的图像，目标区域为吊具上的集装箱需要放置的位置；提取模块，用于提取图像信息中包括的吊具上的集装箱的轮廓信息，以及目标区域的轮廓信息；

计算模块，用于根据集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息计算吊具上的集装箱与目标区域的偏移角度；定位模块，用于将偏移角度标记为集装箱的姿态角，以对集装箱的姿态进行定位。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述装置还包括：触发模块，用于当偏移角度小于预先设置的角度阈值时，触发吊具将集装箱放置到目标区域；调节模块，用于当偏移角度大于预先设置的角度阈值时，根据偏移角度对吊具的角度进行调节，以使偏移角度小于角度阈值。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述调节模块用于：根据偏移角度计算吊具的调节角度，按照调节角度对吊具的旋转角进行调节。

第三方面，本发明实施例还提供一种吊具控制器，该吊具控制器包括：处理器和存储器；其中，所述存储器，用于存放计算机程序；所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现第一方面所述的方法步骤。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机存储介质，用于存储计算机程序指令，当计算机执行所述计算机程序指令时，执行第一方面所述的方法。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的一种集装箱姿态的定位方法、装置及吊具控制器，能够获取吊具摄像头拍摄的图像信息，并提取该图像信息中包括的吊具上的集装箱的轮廓信息，以及目标区域的轮廓信息，进而根据集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息计算吊具上的集装箱与目标区域的偏移角度，并将该偏移角度标记为集装箱的姿态角，实现集装箱的姿态定位。在定位过程中，采用吊具摄像头拍摄的图像信息进行轮廓提取的过程，由于无需获取精准图像信息，因此，对图像信息的分辨率要求较低，避免了分辨率较高的工业级摄像头，进而降低了使用成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种集装箱姿态的定位方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种吊具摄像头的标定示意图；

图3为本发明实施例提供的一种像素坐标系与世界坐标系的关系示意图；

图4为本发明实施例提供的一种集装箱姿态的定位装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种集装箱姿态的定位装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种吊具控制器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，抓放集装箱的技术方案主要有激光处理方案和图像处理方案两种方式，较为成熟的是激光处理方案，但是激光处理方案对于第一层箱的堆放处理较困难，因此，图像处理方案往往作为激光处理方案的补充方式，但是，目前主要问题是，图像处理方案往往需要采用工业摄像头进行图像采集，导致价格成本较高。

基于此，本发明实施例提供的一种集装箱姿态的定位方法、装置及吊具控制器，可以有效缓解上述成本较高的技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种集装箱姿态的定位方法进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供了一种集装箱姿态的定位方法，如图1所示的一种集装箱姿态的定位方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S102，获取吊具摄像头拍摄的图像信息；

其中，上述图像信息包括吊具上的集装箱的图像，以及目标区域的图像，目标区域为吊具上的集装箱需要放置的位置；

在实际使用时，上述吊具摄像头通常是设置在吊具位置的摄像头，当吊具抓起集装箱，准备放置时，可以通过吊具摄像头从吊具角度拍摄图像，使得该图像中可以包括吊具上的集装箱的图像信息，以及目标区域的图像信息。

步骤S104，提取图像信息中包括的吊具上的集装箱的轮廓信息，以及目标区域的轮廓信息；

具体实现时，提取轮廓信息的过程，可以采用灰度直方图颜色识别算法实现，通过统计上述图像信息中每种颜色的像素的数目，实现轮廓信息的特征提取。

步骤S106，根据集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息计算吊具上的集装箱与目标区域的偏移角度；

在实际使用时，吊具摄像头拍摄的图像信息，相当于将集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息包括在一个二维平面中，因此，为了实现对轮廓信息的表达，可以基于该图像信息，建立图像信息的图像坐标系，以便于在该图像坐标系中，以曲线的形式来表征集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息。

因此，该步骤S106的执行过程可以包括：获取预先建立的图像坐标系，在坐标系中计算集装箱的轮廓信息的第一成像方程，以及计算目标区域的轮廓信息的第二成像方程；根据第一成像方程和第二成像方程计算吊具上的集装箱与目标区域的偏移角度。

步骤S108，将偏移角度标记为集装箱的姿态角，以对集装箱的姿态进行定位。

本发明实施例提供的一种集装箱姿态的定位方法，能够获取吊具摄像头拍摄的图像信息，并提取该图像信息中包括的吊具上的集装箱的轮廓信息，以及目标区域的轮廓信息，进而根据集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息计算吊具上的集装箱与目标区域的偏移角度，并将该偏移角度标记为集装箱的姿态角，实现集装箱的姿态定位。在定位过程中，采用吊具摄像头拍摄的图像信息进行轮廓提取的过程，由于无需获取精准图像信息，因此，对图像信息的分辨率要求较低，避免了分辨率较高的工业级摄像头，进而降低了使用成本。

进一步，在实际使用时，当定位出上述集装箱的姿态之后，还进一步包括吊具的执行过程，具体地，当上述偏移角度小于预先设置的角度阈值时，触发吊具将集装箱放置到目标区域；当上述偏移角度大于预先设置的角度阈值时，根据偏移角度对吊具的角度进行调节，以使偏移角度小于角度阈值。

具体地，在根据偏移角度对吊具的角度进行调节时，需要根据偏移角度计算吊具的调节角度，按照调节角度对吊具的旋转角进行调节。在实际使用时，按照调节角度对吊具的旋转角进行调节的过程是实时调节的过程，由于上述偏移角度是根据集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息计算的，因此，该调解角度往往是偏移角度与预先设置的角度阈值的差值，同时调解方向是向偏移角度减少的方向，具体地，可以由工作人员对吊具的旋转角进行实时调节，在调节过程中，还可以通过设置在吊具旋转部位的角度传感器检测的吊具的旋转角度，直至上述偏移角度小于上述角度阈值，同时，还可以记录角度传感器采集的当前吊具的旋转角，以便于吊具在本次集装箱的抓取工作中始终以该旋转角进行集装箱的抓取过程。

在实际使用时，吊具摄像头之间的个体差异，需要对每个吊具上的摄像头进行标定，不仅可以减小每个吊具摄像头的个体差异，同时，也可以预先建立出图像坐标系，以便于在该图像坐标系中表征集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息。

具体地，图2示出了一种吊具摄像头的标定示意图，如图2所示，其中，图2中的序号1为吊具摄像头的序号，图2中的箭头表示的是序号为1的吊具摄像头所在的坐标系，在标定时，通常会预先设置几个标志特征的位置，在抓放集装箱时，根据吊具摄像头采集的图像信息里面的标志特征的位置来确定偏差的方向和大小，进而对吊具摄像头所在的吊具的旋转角进行调节。

在实际使用时，由于目标区域为吊具上的集装箱需要放置的位置，因此，在目标区域中可能堆放有一层或者多层集装箱，也可能没有堆放集装箱，因此，上述步骤S104中提取轮廓信息的步骤包括：如果在目标区域中没有堆放集装箱，则提取吊具上的集装箱靠近目标区域的底面上其中一个集装箱边缘的轮廓信息，以及提取目标区域上，且与提取的集装箱边缘近邻的区域边缘的轮廓信息，进一步，如果在目标区域中堆放有一层或者多层集装箱，即，如果目标区域上放置有目标集装箱，则提取目标集装箱靠近吊具上的集装箱的顶面上，且与提取的集装箱边缘近邻的边缘的轮廓信息。

具体地，对于提取的集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息，通常是基于吊具摄像头的图像坐标系中的轮廓信息，考虑到集装箱或者目标区域的边缘通常都是直线型(或者直线段型)的轮廓，因此，可以在图像坐标系中建立成像方程，具体地，集装箱的轮廓信息的第一成像方程和目标区域的轮廓信息的第二成像方程可以表示为：

u_i＝rRU_i+rT+t；其中，u_i为像素点i的坐标矢量；r为吊具摄像头内旋转矩阵；R为吊具摄像头外旋转矩阵；Ui世界坐标系中的坐标；T为吊具摄像头外平移矢量；t为吊具摄像头内平移矢量。

基于上述成像方程，像素点j的坐标矢量可以表示为：

u_j＝rRU_j+rT+t；

因此，对于集装箱的轮廓上的两个点，可以计算集装箱的轮廓信息的第一成像方程，以及根据目标区域的轮廓上的两个点，计算目标区域的轮廓信息的第二成像方程，进而集装箱与目标区域的偏移角度。

其中，上述世界坐标系指的是客观三维世界的绝对坐标系，也称客观坐标系。因为吊具摄像头安放在三维空间中，因此，需要世界坐标系这个基准坐标系来描述吊具摄像头的位置，并且用它来描述安放在此三维环境中的其它任何物体的位置，通常用(X、Y、Z)表示其坐标值。

进一步，在实际使用时，还会用到吊具摄像头坐标系(也称为相机坐标系，或者光心坐标系)：具体地，以相机的光心为坐标原点，X轴和Y轴分别平行于图像坐标系的X轴和Y轴，吊具摄像头的光轴为Z轴，用(Xc,Yc,Zc)表示其坐标值。

而吊具摄像头的图像坐标系通常是以图像平面的中心为坐标原点，X轴和Y轴分别平行于图像平面的两条垂直边，用(x，y)表示其坐标值。图像坐标系是用物理单位(例如毫米)表示像素在图像中的位置。

此外，通常，在计算上述集装箱的轮廓信息的第一成像方程和目标区域的轮廓信息的第二成像方程时还会用到像素坐标系，像素坐标系：通常是以图像平面的左上角顶点为原点，X轴和Y轴分别平行于图像坐标系的X轴和Y轴，用(u,v)表示其坐标值。在实际使用时，吊具摄像头采集的图像首先是形成标准电信号的形式，然后再通过模数转换变换为数字图像。每幅图像的存储形式是M×N的数组，M行N列的图像中的每一个元素的数值代表的是图像点的灰度。这样的每个元素叫像素，像素坐标系就是以像素为单位的图像坐标系。

具体地，已知一个现实世界中的物体点的在世界坐标系中的坐标为(X,Y,Z)，经过吊具摄像头拍摄得到图像信息，在图像信息上的像素坐标为(u,v)。假设在图像坐标系中的坐标为(x,y)，在相机坐标系中的坐标为(Xc,Yc,Zc)。各个坐标之间的转化如下：

(1)像素坐标系与图像坐标系的转换关系为：

采用齐次坐标再用矩阵形式将上式表示为：

其中(u₀,v₀)是图像坐标系原点在像素坐标系中的坐标，dx和dy分别是每个像素在图像平面x和y方向上的物理尺寸。

图像坐标系与相机坐标系的关系为：

其中f为焦距(像平面与相机坐标系原点的距离)，用齐次坐标系和矩阵表示上述关系：

相机坐标系与世界坐标系的关系：

其中R为3×3正交旋转矩阵，t为三维平移向量。

则，由上述(1)(2)(3)可得像素坐标系与世界坐标系的关系。具体地，该像素坐标系与世界坐标系的关系示意图如图3所示，其中，上述相机，以及图3中的相机，指的是本发明实施例中的吊具摄像头。

基于上述(1)(2)(3)，以及图3所示的矩阵关系式，可以将上述根据图像信息中的偏移角度转换成世界坐标系中的角度，从而在偏移角度大于预先设置的角度阈值时，对吊具的角度进行调节。

本发明实施例提供的一种集装箱姿态的定位方法，能够获取吊具摄像头拍摄的图像信息，并提取该图像信息中包括的吊具上的集装箱的轮廓信息，以及目标区域的轮廓信息，进而根据集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息计算吊具上的集装箱与目标区域的偏移角度，并将该偏移角度标记为集装箱的姿态角，实现集装箱的姿态定位。在定位过程中，采用吊具摄像头拍摄的图像信息进行轮廓提取的过程，由于无需获取精准图像信息，因此，对图像信息的分辨率要求较低，避免了分辨率较高的工业级摄像头，进而降低了使用成本。

实施例二：

在上述实施例的基础上，本发明实施例提供了一种集装箱姿态的定位装置，如图4所示的一种集装箱姿态的定位装置的结构示意图，该装置包括：

获取模块40，用于获取吊具摄像头拍摄的图像信息，其中，图像信息包括吊具上的集装箱的图像，以及目标区域的图像，目标区域为吊具上的集装箱需要放置的位置；

提取模块42，用于提取图像信息中包括的吊具上的集装箱的轮廓信息，以及目标区域的轮廓信息；

计算模块44，用于根据集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息计算吊具上的集装箱与目标区域的偏移角度；

定位模块46，用于将偏移角度标记为集装箱的姿态角，以对集装箱的姿态进行定位。

进一步，图5示出了另一种集装箱姿态的定位装置的结构示意图，除上述图4所示的结构外，上述装置还包括：

触发模块48，用于当偏移角度小于预先设置的角度阈值时，触发吊具将集装箱放置到目标区域；

调节模块50，用于当偏移角度大于预先设置的角度阈值时，根据偏移角度对吊具的角度进行调节，以使偏移角度小于角度阈值。

进一步，上述调节模块用于：根据偏移角度计算吊具的调节角度，按照调节角度对吊具的旋转角进行调节。

本发明实施例提供的集装箱姿态的定位装置，与上述实施例提供的集装箱姿态的定位方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例还提供了一种吊具控制器，该吊具控制器包括：处理器和存储器；其中，所述存储器，用于存放计算机程序；所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现图1所示的方法步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，用于存储计算机程序指令，当计算机执行所述计算机程序指令时，执行如图1所示的方法。

参见图6，本发明实施例还提供了一种吊具控制器的结构示意图，包括：处理器600，存储器601，总线602和通信接口603，处理器600、通信接口603和存储器601通过总线602连接；处理器600用于执行存储器601中存储的可执行模块，例如计算机程序。其中，存储器601可能包含高速随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口603(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线602可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。其中，存储器601用于存储程序，处理器600在接收到执行指令后，执行程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的集装箱姿态的定位装置所执行的方法可以应用于处理器600中，或者由处理器600实现。处理器600可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器600中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

上述的处理器600可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器601，处理器600读取存储器601中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本发明实施例所提供的集装箱姿态的定位方法、装置及吊具控制器的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的吊具控制器和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种集装箱姿态的定位方法，其特征在于，所述方法包括：

获取吊具摄像头拍摄的图像信息，其中，所述图像信息包括吊具上的集装箱的图像，以及目标区域的图像，所述目标区域为吊具上的所述集装箱需要放置的位置；其中，所述吊具摄像头拍摄的图像信息，是将集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息包括在一个二维平面中；

提取所述图像信息中包括的吊具上的所述集装箱的轮廓信息，以及所述目标区域的轮廓信息；其中，提取所述图像信息中包括的吊具上的集装箱的轮廓信息，以及所述目标区域的轮廓信息的步骤包括：提取所述吊具上的集装箱靠近所述目标区域的底面上其中一个集装箱边缘的轮廓信息，以及提取所述目标区域上，且与提取的所述集装箱边缘近邻的区域边缘的轮廓信息；

根据所述集装箱的轮廓信息和所述目标区域的轮廓信息计算吊具上的所述集装箱与所述目标区域的偏移角度；

将所述偏移角度标记为所述集装箱的姿态角，以对所述集装箱的姿态进行定位；

其中，根据所述集装箱的轮廓信息和所述目标区域的轮廓信息计算吊具上的所述集装箱与所述目标区域的偏移角度的步骤包括：

获取预先建立的图像坐标系，在所述坐标系中计算所述集装箱的轮廓信息的第一成像方程，以及计算所述目标区域的轮廓信息的第二成像方程；

根据所述第一成像方程和所述第二成像方程计算吊具上的所述集装箱与所述目标区域的偏移角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述偏移角度小于预先设置的角度阈值时，触发所述吊具将所述集装箱放置到所述目标区域；

当所述偏移角度大于预先设置的角度阈值时，根据所述偏移角度对所述吊具的角度进行调节，以使所述偏移角度小于所述角度阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏移角度对所述吊具的角度进行调节的步骤包括：

根据所述偏移角度计算所述吊具的调节角度，按照所述调节角度对所述吊具的旋转角进行调节。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述目标区域上放置有目标集装箱，提取所述目标集装箱靠近所述吊具上的集装箱的顶面上，且与提取的所述集装箱边缘近邻的边缘的轮廓信息。

5.一种集装箱姿态的定位装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取吊具摄像头拍摄的图像信息，其中，所述图像信息包括吊具上的集装箱的图像，以及目标区域的图像，所述目标区域为吊具上的所述集装箱需要放置的位置；其中，所述吊具摄像头拍摄的图像信息，是将集装箱的轮廓信息和目标区域的轮廓信息包括在一个二维平面中；

提取模块，用于提取所述图像信息中包括的吊具上的所述集装箱的轮廓信息，以及所述目标区域的轮廓信息；其中，提取所述图像信息中包括的吊具上的集装箱的轮廓信息，以及所述目标区域的轮廓信息的步骤包括：提取所述吊具上的集装箱靠近所述目标区域的底面上其中一个集装箱边缘的轮廓信息，以及提取所述目标区域上，且与提取的所述集装箱边缘近邻的区域边缘的轮廓信息；

计算模块，用于根据所述集装箱的轮廓信息和所述目标区域的轮廓信息计算吊具上的所述集装箱与所述目标区域的偏移角度；

定位模块，用于将所述偏移角度标记为所述集装箱的姿态角，以对所述集装箱的姿态进行定位；

其中，所述计算模块用于：获取预先建立的图像坐标系，在所述坐标系中计算所述集装箱的轮廓信息的第一成像方程，以及计算所述目标区域的轮廓信息的第二成像方程；根据所述第一成像方程和所述第二成像方程计算吊具上的所述集装箱与所述目标区域的偏移角度。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

触发模块，用于当所述偏移角度小于预先设置的角度阈值时，触发所述吊具将所述集装箱放置到所述目标区域；

调节模块，用于当所述偏移角度大于预先设置的角度阈值时，根据所述偏移角度对所述吊具的角度进行调节，以使所述偏移角度小于所述角度阈值。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调节模块用于：

根据所述偏移角度计算所述吊具的调节角度，按照所述调节角度对所述吊具的旋转角进行调节。

8.一种吊具控制器，其特征在于，所述吊具控制器包括：处理器和存储器；其中，所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-4任一所述的方法步骤。

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