CN112651952A - 一种集装箱码头箱号和车头顶号识别方法及系统 - Google Patents

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蒋进军
陈江波
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Abstract

本发明公开了一种集装箱码头箱号和车头顶号识别方法及系统，该方法包括：利用二维码编码技术对集装箱或车辆的号码进行编码；将编码所得的二维码添加到对应的集装箱或车辆上；读取集装箱或车辆的视频流，并截取带有二维码的预处理图片；利用图像分割算法对预处理图片分割、定位，得到二维码图像；利用二维码解码技术对二维码图像解码，得到对应集装箱或者车辆的号码。本发明基于二维码技术进行集装箱箱号和集卡车头顶号的识别，具有更高的识别速率和准确率。

Description

一种集装箱码头箱号和车头顶号识别方法及系统
技术领域
本发明涉及一种集装箱自动化码头处理方法及系统，更具体地说，涉及一种集装箱码头箱号和车头顶号识别方法及系统。
背景技术
目前，集装箱作为海运的主要运输装载方式，在海运中有着十分重要的地位。
集装箱箱号和车顶号是目前码头、物流运输作业中用于跟踪集装箱的重要标志，因此在港口作业中，通过识别集装箱的箱号和集卡车头顶号可以方便记录每个集装箱在运输过程中的状态，在码头道口和港口设备装卸等情形中起着至关重要的作用。
现有OCR技术中，主要是使用传统图像处理和AI视觉技术实现对箱号和车顶号的自动识别。但是，箱号和车顶号检测与识别面临着复杂背景干扰，如光线差、污损、倾斜等众多挑战，导致存在字符分割不准确的问题，进而存在因字符分割不准确导致的识别准确率低的问题。
可见，现有技术中，这就使得码头作业人员需要花费时间进行人工标记箱号和车顶号，这无疑增加了人力成本与流转时间，从而降低了码头的生产效率。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种集装箱码头箱号和车头顶号识别方法及系统
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种集装箱码头箱号和车头顶号识别方法，包括：利用二维码编码技术对集装箱或车辆的号码进行编码；将编码所得的二维码添加到对应的集装箱或车辆上；读取集装箱或车辆的视频流，并截取带有二维码的预处理图片；利用图像分割算法对预处理图片分割、定位，得到二维码图像；利用二维码解码技术对二维码图像解码，得到对应集装箱或者车辆的号码。
进一步地，图像分割算法包括利用OpenCV开源库的图像分割算法对预处理图片进行处理。
进一步地，预处理图片的预处理方法包括滤波去噪算法、直方图均衡化算法。
进一步地，图像分割算法包括二值化、Canny算子、Sobel算子或Laplace算子。
进一步地，图像分割算法包括对二维码图像进行透射变换以调整角度。
为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：
一种集装箱码头箱号和车头顶号识别系统，包括：编码模块，编码模块利用二维码编码技术对集装箱或车辆的号码进行编码；集装箱或车辆，集装箱或车辆上印有编码所得的二维码；采集模块，采集模块读取集装箱或车辆的视频流，并截取带有二维码的预处理图片；定位模块，定位模块利用图像分割算法对预处理图片进行分割、定位，得到二维码图像；解码模块，解码模块利用二维码解码技术对二维码图像解码，得到对应集装箱或者车辆的号码。
进一步地，定位模块利用OpenCV开源库的图像分割算法对预处理图片进行处理。
进一步地，定位模块对预处理图片的预处理方法包括滤波去噪算法、直方图均衡化算法。
进一步地，定位模块的图像分割算法包括二值化、Canny算子、Sobel算子或Laplace算子。
进一步地，定位模块的图像分割算法包括对二维码图像进行透射变换以调整角度。
在上述技术方案中，本发明基于二维码(QRCode)技术进行集装箱箱号和集卡车头顶号的识别，具有更高的识别速率和准确率。
附图说明
图1是本发明方法的流程图；
图2是本发明编码的示意图；
图3是本发明系统的架构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
参照图1，本发明首先公开一种集装箱码头箱号和车头顶号识别方法，如图1所示，该方法主要包括以下几个步骤：
步骤1：利用二维码编码技术对集装箱或车辆的号码进行编码。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤1采用采用QRCode编码技术对集装箱箱号或集卡车头顶号进行二维码编码。如图2所示，集装箱箱号或集卡车头顶号经过编码之后，从一行数字/字母混合码编码形成了一个对应的二维码。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤1生成的二维码不限于灰度图，可以是黑白图片、彩色图片或其它形式的图片。
作为本发明的另一种优选实施方式，本发明的QRCode编码技术采用为矩阵式二维码或堆叠式二维码。
步骤2：将编码所得的二维码添加到对应的集装箱或车辆上。
作为本发明的一种具体实施方式，步骤2将二维码印刷在集装箱的箱体上，或者集卡卡车的车身上。优选地，为了便于读取二维码，本发明将二维码印刷在集装箱的箱顶上，或者集卡卡车的车顶上。本领域的技术人员应当理解，上述举例只是本发明众多实施方式的一种，在其它实施方式中，二维码的印刷位置可以是多变的，均符合本发明的要旨。
作为本发明的另一种实施方式，二维码添加到集装箱或者集卡卡车上的方式也是多样的，并不局限于印刷一种。在其它实施方式中，以喷涂、油漆或者其他方式固定二维码的方式同样符合本发明的要旨。
步骤3：读取集装箱或车辆的视频流，并截取带有二维码的预处理图片。
该步骤中，利用摄像头读取集装箱或集卡车头视频流，将视频流解码成图片，并进一步对图片进行预处理。本领域的技术人员应当理解，采用摄像头作为图像读取设备只是本发明众多实施方式的一种，而并非本发明的限制。在其他实施方式中，本发明可以选择其它任何类型的图像读取设备，均属于本发明的保护范围内。
作为本发明的一种具体实施方式，由于步骤1形成的二维码可以是灰度图、黑白图片或者彩色图片，因此步骤3采用的摄像头也可以是对应的黑白摄像头或者彩色摄像头。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤3中的图像预处理可采用C++和第三方OpenCV开源库读取摄像头基于RTSP(实时流协议)的流，得到一张张图片，再进一步采用OpenCV开源库中的图像分割算法对预处理后的图片进行二维码定位分割，分割出图像中的二维码图像。
作为本发明的另一种优选实施方式，对图片进行预处理包括滤波去噪算法、直方图均衡化算法等，便于后续的二维码识别、定位、分割。
步骤4：利用图像分割算法对预处理图片分割、定位，得到二维码图像。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤4采用的图像分割算法为二值化、Canny算子、Sobel算子或Laplace算子。本领域的技术人员应当理解，上述选择只是示例性的，并非本发明的限制。在其他实施例中，本发明可以采用其它的图像分割算法，均可以实现本发明的技术方案。
作为本发明的另一种优选实施方式，步骤4对定位分割得到二维码图像进行透射变换以调整角度。
步骤5：利用二维码解码技术对二维码图像解码，得到对应集装箱或者车辆的号码。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤5采用QRCode解码技术对二维码图像进行解码，输出得到集装箱箱号或集卡车头顶号。
作为本发明的另一方面，本发明还公开一种集装箱码头箱号和车头顶号识别系统，该系统采用了本发明的方法来对集装箱或者集卡卡车进行识别。如图3所示，本发明的系统主要包括编码模块1、集装箱或车辆2、采集模块3、定位模块4、解码模块5。
参照图3，编码模块1采用QRCode编码技术对集装箱或车辆2的头顶号进行二维码编码。采集模块3读取摄像头的集装箱或集卡车头视频流，解码成图片，并对图片进行预处理。定位模块4采用OpenCV开源库中的图像分割算法对预处理后的图片进行二维码定位分割，得到二维码图像。解码模块5采用QRCode解码技术对二维码图像进行解码，输出得到集装箱箱号或集卡车头顶号。
作为本发明的一种优选实施方式，编码模块1执行如下的编码流程：
1、数据分析：确定编码的字符类型，按相应的字符集转换成符号字符；选择纠错等级，在规格一定的条件下，纠错等级越高其真实数据的容量越小。
2、数据编码：将数据字符转换为位流，每8位一个码字，整体构成一个数据的码字序列。其实知道这个数据码字序列就知道了二维码的数据内容。
3、纠错编码：按需要将上面的码字序列分块，并根据纠错等级和分块的码字，产生纠错码字，并把纠错码字加入到数据码字序列后面，成为一个新的序列。
4、构造最终数据信息：在规格确定的条件下，将上面产生的序列按次序放如分块中按规定把数据分块，然后对每一块进行计算，得出相应的纠错码字区块，把纠错码字区块按顺序构成一个序列，添加到原先的数据码字序列后面。
编码模块1、采集模块3、定位模块4、解码模块5的其它具体作用和功能与本发明的方法相对应，这里不再赘述。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的方法和系统采用QRCode编码与解码，通过二维码技术直接识别图像，不需要进行复杂的传统或人工智能字符分割识别算法，识别的速度更快，识别效果更好。
2、本发明的方法和系统采用QR二维码图形，容错能力强，QR码图形如有破损，仍可以读取内容，最高可以到7％～30％面积破损仍可被读取，一般折衷使用15％容错能力。
3、本发明的方法和系统采用QRCode技术，能够适应多角度多场景的箱面和车顶号识别。
4、本发明的方法和系统有效减少了人工校验记录成本，减少了流转时间，加快了港口工作效率。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种集装箱码头箱号和车头顶号识别方法，其特征在于，包括：
利用二维码编码技术对集装箱或车辆的号码进行编码；
将编码所得的二维码添加到对应的集装箱或车辆上；
读取集装箱或车辆的视频流，并截取带有二维码的预处理图片；
利用图像分割算法对所述预处理图片分割、定位，得到二维码图像；
利用二维码解码技术对二维码图像解码，得到对应集装箱或者车辆的号码。
2.如权利要求1所述的集装箱码头箱号和车头顶号识别方法，其特征在于：
所述图像分割算法包括利用OpenCV开源库的图像分割算法对预处理图片进行处理。
3.如权利要求2所述的集装箱码头箱号和车头顶号识别方法，其特征在于：
所述预处理图片的预处理方法包括滤波去噪算法、直方图均衡化算法。
4.如权利要求2所述的集装箱码头箱号和车头顶号识别方法，其特征在于：
所述图像分割算法包括二值化、Canny算子、Sobel算子或Laplace算子。
5.如权利要求2所述的集装箱码头箱号和车头顶号识别方法，其特征在于：
所述图像分割算法包括对二维码图像进行透射变换以调整角度。
6.一种集装箱码头箱号和车头顶号识别系统，其特征在于，包括：
编码模块，所述编码模块利用二维码编码技术对集装箱或车辆的号码进行编码；
集装箱或车辆，所述集装箱或车辆上印有编码所得的二维码；
采集模块，所述采集模块读取集装箱或车辆的视频流，并截取带有二维码的预处理图片；
定位模块，所述定位模块利用图像分割算法对所述预处理图片进行分割、定位，得到二维码图像；
解码模块，所述解码模块利用二维码解码技术对二维码图像解码，得到对应集装箱或者车辆的号码。
7.如权利要求6所述的集装箱码头箱号和车头顶号识别系统，其特征在于：
所述定位模块利用OpenCV开源库的图像分割算法对预处理图片进行处理。
8.如权利要求7所述的集装箱码头箱号和车头顶号识别系统，其特征在于：
所述定位模块对预处理图片的预处理方法包括滤波去噪算法、直方图均衡化算法。
9.如权利要求7所述的集装箱码头箱号和车头顶号识别系统，其特征在于：
所述定位模块的图像分割算法包括二值化、Canny算子、Sobel算子或Laplace算子。
10.如权利要求7所述的集装箱码头箱号和车头顶号识别系统，其特征在于：
所述定位模块的图像分割算法包括对二维码图像进行透射变换以调整角度。
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