CN117079437B - 一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于吊装未落锁安全监测预警技术领域，具体公开提供一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统，该系统包括：集装箱基本信息提取模块、集装箱对位评定调控模块、锁入结构监测评定模块、落锁状态监测核实模块、信息库和落锁预警终端；本发明通过进行集装箱对位评定调控，并对锁入结构进行监测评定和落锁状态监测核实，根据锁入结构的评定结果和落锁状态的核实结果进行对应预警，有效解决了当前两种监测预警方式中存在的局限性问题，规避了人工目标方式中的误差性，提高了集装箱未落锁监测预警的精准度，同时还降低了漏检的发生概率，确保了集装箱未落锁预警的及时性，进而充分保障了集装箱吊装过程的安全性。

Description

一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统

技术领域

本发明属于吊装未落锁安全监测预警技术领域，涉及到一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统。

背景技术

集装箱锁是指集装箱上的各个锁具，用于固定和封闭集装箱。如果锁没有安装、安装到位或者损坏，就会导致集装箱不稳定，可能造成货物损坏、人员伤亡以及交通事故等危险情况，因此需要进行未落锁安全监测和预警。

目前集装箱在吊装过程中仍然靠工作人员进行目测监测或者采用单一类型传感器进行落锁状态监测，如单一视觉传感器和单一压力传感器，很显然，这两种方式均存在一定的局限性，具体体现在以下几个方面：1、人工目测方式进行监测，误差性较大，精准度不高，且极其容易发生漏检的情况，同时人工目测的方式效率较低，进而使得未落锁预警不及时，导致集装箱吊装过程的安全保障不足。

2、单一传感器进行落锁状态监测较为片面，在密封或遮挡较好的情况下，无法准确感知未落锁状态，进而无法保障落锁状态核实结果的真实性和可靠性，同时当前主要关注集装箱的落锁状态，对锁件状态以及集装箱角件状态未进行监测，并且也未结合运输信息进行综合性评定，而这些因素也与落锁安全密切相关，使得监测预警方式覆盖率不足。

3、未对集装箱落锁控制进行提前辅助管理，即未对集装箱的起吊过程进行精准性针对性控制，进而无法降低集装箱未落锁的概率和落锁不完全的可能，也无法降低后续集装箱落锁监测的繁琐性和工作量，从而无法进一步降低集装箱坠落损坏的风险。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统，该系统包括：集装箱基本信息提取模块，用于提取当前待落锁集装箱的重量和运输路径图。

集装箱对位评定调控模块，用于对当前待落锁集装箱进行图像采集，从而评定当前待落锁集装箱的综合对位符合度，当/>小于其设定值时，进行集装箱对位调控分析，根据分析结果进行对应调控。

锁入结构监测评定模块，用于当当前待落锁集装箱对位调控执行完成后，对当前待落锁集装箱各角件以及平车上各角件对应临近锁件的状态信息进行监测，分析各角件和各角件对应临近锁件的锁入安全度，当各角件和各角件临近锁件的锁入安全度均大于0时，启动落锁状态监测核实模块。

落锁状态监测核实模块，用于对当前落锁集装箱各角件的落锁状态进行监测，得到各角件的落锁状态信息，据此核实各角件的落锁稳固度，i表示角件编号，/>。

信息库，用于存储锁件的初始螺栓高度、初始三维轮廓以及角件的初始三维轮廓，并存储集装箱的设定对位偏角和设定对位高度。

落锁预警终端，用于当某角件或者某角件对应临近锁件的锁入安全度小于0时或者当某角件的落锁稳固度小于0时，提取角件的编号，进行对应预警。

优选地，所述评定当前待落锁集装箱的综合对位符合度，包括：从采集的当前待落锁集装箱的图像中定位出当前待落锁集装箱的位置和平车的位置，同时提取当前待落锁集装箱中心点位置与平车中心点位置之间的水平距离，记为。

将当前待落锁集装箱投影至平车位置内，提取待落锁集装箱的投影面面积和平车面积，分别记为和/>，统计当前待落锁集装箱的整体对位符合度/>。

从采集的当前待落锁集装箱的图像中定位出当前待落锁集装箱中各角件中心点位置与其临近锁件中心点位置之间的水平距离和垂直距离，分别记为和/>。

从信息库中提取集装箱的设定对位高度，记为，统计各角件对应的对位符合度，/>，/>为设定的适宜放置水平距离，/>分别为设定许可的放置水平距离差、放置垂直距离差。

统计当前待落锁集装箱的一级对位符合度，/>，/>分别为设定参照的角件对位符合度、整体对位符合度。

根据当前待落锁集装箱的投影面位置，统计当前待落锁集装箱的二级对位符合度，进而统计当前待落锁集装箱的综合对位符合度/>，/>，分别为设定的参照一级对位符合度、二级对位符合度，/>表示向下取整符号。

优选地，所述统计当前待落锁集装箱的二级对位符合度，包括：提取当前待落锁集装箱投影面与平车所在平面之间的夹角，作为当前待落锁集装箱的对位偏角，进而记为。

从信息库中提取集装箱的设定对位偏角，记为，统计当前待落锁集装箱的二级对位符合度/>，/>，/>为设定的参照的许可对位偏角差。

优选地，所述进行集装箱对位调控分析，具体分析过程为：将和/>导入对位调控类型评估模型中/>中，输出当前待落锁集装箱的对位调控类型。

若当前待落锁集装箱的对位调控类型为角度调控，将与/>进行作差，若差值大于0，则将调控方式记为逆时针调控，反之则将调控方式记为顺时针调控，并将差值作为调控值。

若当前待落锁集装箱的对位调控类型为距离调控，从采集的当前待落锁集装箱的图像提取当前待落锁集装箱中各角件中心点位置与平车中各角件临近锁件中心点位置的相对方位、水平距离和垂直距离，并以此确认各角件距离的调控方式和调控值。

若当前待落锁集装箱的对位调控类型为角距调控，则重复角度调控类型和距离调控类型的分析步骤，得到角度和距离的调控方式和调控值。

将对位调控类型、角度和距离的调控方式以及调控值作为集装箱对位调控分析结果。

优选地，所述各角件的状态信息包括整体三维轮廓、破损处数目和各破损处的破损面积。

所述各角件对应临近锁件的状态信息包括整体三维轮廓、各固定处的螺栓高度、各固定处螺栓顶面与其固定面之间的夹角、锈蚀处数目、各锈蚀处的锈蚀面积以及划痕处数目、各划痕处的划痕深度和划痕长度。

优选地，所述分析各角件的锁入安全度，包括：从各角件的状态信息中提取整体三维轮廓，同时从信息库中提取角件的初始三维轮廓。

将各角件的整体三维轮廓和初始三维轮廓分别分割为各角件面的轮廓，得到各角件对应各角件面的三维轮廓和初始三维轮廓。

将各角件对应各角件面的三维轮廓分别与其初始三维轮廓进行重合对比，统计各角件的轮廓完整度，记为。

从各角件的状态信息中提取破损处数目，记为，同时提取各破损处的破损面积，累加得到各角件的综合破损面积，记为/>，统计各角件对应的表观缺陷度/>，，e为自然常数，/>分别为设定许可的破损处数目、破损面积。

将当前待落锁集装箱的重量记为，从当前待落锁集装箱的运输路径图中提取运输路径长度和拐弯段数目，分别记为/>和/>，同时提取各拐弯段的弯曲角度，并从中筛选出最小弯曲角度/>，统计当前待落锁集装箱的运输复杂度/>，/>，分别为设定参照的基准集装箱载重、运输距离、弯曲段密集度、弯曲段弯曲角度。

根据当前待落锁集装箱的运输复杂度，设定适配集装箱角件完整度和许可集装箱角件表观缺陷度，分别记为和/>，统计各角件的锁入安全度/>，/>。

优选地，所述统计各角件的轮廓完整度，包括：提取各角件对应各角件面三维轮廓和其初始三维轮廓的重合轮廓体积，通过公式计算得到各角件对应各角件面的轮廓重合度。

将各角件对应各角件面的轮廓重合度与设定基准轮廓重合度进行对比，将大于设定基准轮廓重合度的角件面记为完好角件面。

统计各角件的完好角件面数目，记为，将小于设定基准轮廓重合度的各角件面记为各异常角件面，从各异常角件面的轮廓重合度中提取最小值，作为各角件的轮廓重合度/>，由此统计各角件的轮廓完整度/>，/>。

优选地，所述分析各角件对应临近锁件的锁入安全度，包括：从各角件对应临近锁件的状态信息中提取整体三维轮廓，确认各角件对应临近锁件的形变度，记为。

从各角件对应临近锁件的状态信息中提取各固定处的螺栓高度和螺栓顶面与其固定面之间的夹角，确认各角件对应临近锁件的紧固度，记为。

从各角件对应临近锁件的状态信息中提取锈蚀处数目和划痕处数目，分别记为和/>。

从各角件对应临近锁件的状态信息中提取各锈蚀处的锈蚀面积，累加得到各角件对应临近锁件的综合锈蚀面积，记为。

从各角件对应临近锁件的状态信息中提取各划痕处的划痕深度和划痕长度，分别从中提取最大划痕深度和最大划痕长度，分别记为和/>。

统计各角件对应临近锁件的损伤度，/>，分别为设定锁件适宜承载的锈蚀处数目、锈蚀面积、划痕处数目、划痕深度、划痕长度。

统计各角件对应临近锁件的锁入安全度，/>，分别为设定的许可承载锁件形变度、适宜锁件紧固度、许可承载锁件损伤度。

优选地，所述各角件的落锁状态信息为外部表观图像、各压力监测点的监测压力值和内部缝隙面积。

优选地，所述核实各角件的落锁稳固度，包括：从各角件的落锁状态信息中提取外部表观图像，进而定位出锁件的锁入面积和角件的孔口面积，分别记为和/>。

从各角件的落锁状态信息中提取各压力监测点的监测压力值，统计监测压力值不为0的压力监测点数目，记为，同时将各压力监测点的监测压力值记为/>，/>表示压力监测点编号，/>。

从各角件的落锁状态信息中提取内部缝隙面积，记为，统计各角件的落锁稳固度/>，/>，m表示压力监测点数目，/>分别为设定参照的锁入面积比、缝隙面积、许可压力差，/>表示第i个角件对应第j个压力监测点的监测压力值。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过进行集装箱对位评定调控，并对锁入结构进行监测评定和对角件的落锁状态监测核实，根据锁入结构的评定结果和落锁状态的核实结果进行对应预警，有效解决了当前两种监测预警方式中存在的局限性问题，实现了集装箱未落锁的自动化监测预警，降低了人工目标方式中的误差性，提高了集装箱未落锁监测预警的精准度，同时还降低了漏检的发生概率，确保了集装箱未落锁监测的效率和预警的及时性，进而充分保障了集装箱吊装过程的安全性。

（2）本发明通过从整体对位、各角件对位以及对应偏角这个三个维度进行综合对位符合度评定，并当对位符合度小于设定值进行针对性对位调控，实现了集装箱落锁控制的超前辅助，有效降低了集装箱未落锁的概率和落锁不完全的可能，同时降低了后续集装箱落锁监测的繁琐性和工作量，进而进一步降低集装箱坠落损坏的风险。

（3）本发明通过对当前待落锁集装箱各角件以及平车上各角件对应临近锁件的状态进行监测，并结合当前待落锁集装箱的重量和运输路径图进行锁入安全度分析，有效规避了当前未对锁件的状态以及集装箱角件状态进行监测的不足，实现了当前待落锁集装箱锁入安全评定结果的合理性和参考性，进而可以防止在运输过程中发生意外开锁、集装箱倾覆或其他不安全情况的发生，有助于保护后续货物以及确保运输过程的顺利进行。

（4）本发明通过对落锁后的外部状态、内部缝隙面积以及受压情况三个维度进行落锁稳固度核实，避免了单一传感器进行落锁状态监测的片面性，从而防止了密封或遮挡较好的情况下无法准确感知未落锁状态事件的发生，进而确保了保障落锁状态核实结果的真实性和可靠性，同时拓展了集装箱未落锁监测预警的覆盖率，进而提高了集装箱运输的安全性和保障性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明系统各模块连接示意图。

图2为本发明集装箱投影示意图。

附图标记：1、当前待落锁集装箱投影面，2、平车所在平面，3、锁槽，4、锁件，5、对位偏角。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通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。

请参阅图1所示，本发明提供了一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统，该系统包括：集装箱基本信息提取模块、集装箱对位评定调控模块、锁入结构监测评定模块、落锁状态监测核实模块、信息库和落锁预警终端。

上述中，锁入结构监测评定模块分别与集装箱基本信息提取模块、集装箱对位评定调控模块、落锁状态监测核实模块、信息库和落锁预警终端连接，落锁状态监测核实模块与落锁预警终端连接，集装箱对位评定调控模块与信息库连接。

所述集装箱基本信息提取模块，用于提取当前待落锁集装箱的重量和运输路径图。

所述集装箱对位评定调控模块，用于对当前待落锁集装箱进行图像采集，从而评定当前待落锁集装箱的综合对位符合度，当/>小于其设定值时，进行集装箱对位调控分析，根据分析结果进行对应调控。

具体地，评定当前待落锁集装箱的综合对位符合度，包括：F1、从采集的当前待落锁集装箱的图像中定位出当前待落锁集装箱的位置和平车的位置，同时提取当前待落锁集装箱中心点位置与平车中心点位置之间的水平距离，记为。

F2、将当前待落锁集装箱投影至平车位置内，提取待落锁集装箱的投影面面积和平车面积，分别记为和/>，统计当前待落锁集装箱的整体对位符合度/>，，/>为设定的适宜投影面积比，/>为设定适宜中心间距。

F3、从采集的当前待落锁集装箱的图像中定位出当前待落锁集装箱中各角件中心点位置与其临近锁件中心点位置之间的水平距离和垂直距离，分别记为和/>。

F4、从信息库中提取集装箱的设定对位高度，记为，统计各角件对应的对位符合度/>，/>，/>为设定的适宜放置水平距离，/>分别为设定许可的放置水平距离差、放置垂直距离差。

F5、统计当前待落锁集装箱的一级对位符合度，/>，分别为设定参照的角件对位符合度、整体对位符合度，/>表示在各角件对应的对位符合度中取最小值。

F6、根据当前待落锁集装箱的投影面位置，统计当前待落锁集装箱的二级对位符合度，进而统计当前待落锁集装箱的综合对位符合度/>，/>，分别为设定的参照一级对位符合度、二级对位符合度，/>表示向下取整符号。

可理解地，请参阅图2所示，统计当前待落锁集装箱的二级对位符合度，包括：提取当前待落锁集装箱投影面与平车所在平面之间的夹角，作为当前待落锁集装箱的对位偏角，进而记为。

从信息库中提取集装箱的设定对位偏角，记为，统计当前待落锁集装箱的二级对位符合度/>，/>，/>为设定的参照的许可对位偏角差。

进一步地，进行集装箱对位调控分析，具体分析过程为：U1、将和/>导入对位调控类型评估模型中/>中，输出当前待落锁集装箱的对位调控类型。

U2、若当前待落锁集装箱的对位调控类型为角度调控，将与/>进行作差，若差值大于0，则将调控方式记为逆时针调控，反之则将调控方式记为顺时针调控，并将差值作为调控值。

U3、若当前待落锁集装箱的对位调控类型为距离调控，从采集的当前待落锁集装箱的图像提取当前待落锁集装箱中各角件中心点位置与平车中各角件临近锁件中心点位置的相对方位、水平距离和垂直距离，并以此确认各角件距离的调控方式和调控值。

需要说明的是，确认各角件距离的调控方式和调控值的具体确认过程为：U3-1、将当前待落锁集装箱中各角件中心点位置与平车中各角件临近锁件中心点位置之间的垂直距离与集装箱的设定对位高度/>进行作差，得到各角件中心点位置的垂直高度差。

U3-2、若某角件的中心点位置的垂直高度差大于0，则将下降作为该角件的垂直距离调控方式，若某角件的中心点位置的垂直高度差小于0，则将升高作为该角件的垂直距离调控方式，将垂直高度差作为垂直距离调控值，若某角件的中心点位置的垂直高度差等于0，则不进行垂直距离调控。

U3-3、若某角件中心点位置与其临近锁件中心点位置的相对方位为角件中心点位置位于其临近锁件中心点位置的顺时针方向，则将左转作为该角件的水平距离调控方式，将该角件中心点位置与平车中各角件临近锁件中心点位置之间的水平距离作为该角件的水平距离调控值。

U3-4、若某角件中心点位置与其临近锁件中心点位置的相对方位为角件中心点位置位于其临近锁件中心点位置的逆时针方向，则将右转作为该角件的水平距离调控方式，将该角件中心点位置与平车中各角件临近锁件中心点位置之间的水平距离作为该角件的水平距离调控值，若某角件中心点位置与其临近锁件中心点位置重合，则不进行水平距离调控。

U3-5、以此得到各角件的垂直距离调控方式、垂直距离调控值、水平距离调控方式和水平距离调控值，并将垂直距离调控方式、垂直距离调控值、水平距离调控方式和水平距离调控值整合为距离的调控方式和调控值。

U4、若当前待落锁集装箱的对位调控类型为角距调控，则重复角度调控类型和距离调控类型的分析步骤，得到角度和距离的调控方式和调控值。

U5、将对位调控类型、角度和距离的调控方式以及调控值作为集装箱对位调控分析结果。

本发明实施例通过从整体对位、各角件对位以及对应偏角这个三个维度进行综合对位符合度评定，并当对位符合度小于设定值进行针对性对位调控，实现了集装箱落锁控制的超前辅助，有效降低了集装箱未落锁的概率和落锁不完全的可能，同时降低了后续集装箱落锁监测的繁琐性和工作量，进而进一步降低集装箱坠落损坏的风险。

所述锁入结构监测评定模块，用于当当前待落锁集装箱对位调控执行完成后，对当前待落锁集装箱各角件以及平车上各角件对应临近锁件的状态信息进行监测，分析各角件和各角件对应临近锁件的锁入安全度，当各角件和各角件临近锁件的锁入安全度均大于0时，启动落锁状态监测核实模块。

具体地，各角件的状态信息包括整体三维轮廓、破损处数目和各破损处的破损面积。

又一具体地，各角件对应临近锁件的状态信息包括整体三维轮廓、各固定处的螺栓高度、各固定处螺栓顶面与其固定面之间的夹角、锈蚀处数目、各锈蚀处的锈蚀面积以及划痕处数目、各划痕处的划痕深度和划痕长度。

在一个具体实施例中，状态信息均是通过摄像头监测得到。

示例性地，分析各角件的锁入安全度，包括：W1、从各角件的状态信息中提取整体三维轮廓，同时从信息库中提取角件的初始三维轮廓。

W2、将各角件的整体三维轮廓和初始三维轮廓分别分割为各角件面的轮廓，得到各角件对应各角件面的三维轮廓和初始三维轮廓。

W3、将各角件对应各角件面的三维轮廓分别与其初始三维轮廓进行重合对比，统计各角件的轮廓完整度，记为。

可理解地，统计各角件的轮廓完整度，包括：W3-1、提取各角件对应各角件面三维轮廓和其初始三维轮廓的重合轮廓体积，通过公式计算得到各角件对应各角件面的轮廓重合度。

W3-2、将各角件对应各角件面的轮廓重合度与设定基准轮廓重合度进行对比，将大于设定基准轮廓重合度的角件面记为完好角件面。

W3-3、统计各角件的完好角件面数目，记为，将小于设定基准轮廓重合度的各角件面记为各异常角件面，从各异常角件面的轮廓重合度中提取最小值，作为各角件的轮廓重合度/>，由此统计各角件的轮廓完整度/>，/>。

W4、从各角件的状态信息中提取破损处数目，记为，同时提取各破损处的破损面积，累加得到各角件的综合破损面积，记为/>，统计各角件对应的表观缺陷度/>，，e为自然常数，/>分别为设定许可的破损处数目、破损面积。

W5、将当前待落锁集装箱的重量记为，从当前待落锁集装箱的运输路径图中提取运输路径长度和拐弯段数目，分别记为/>和/>，同时提取各拐弯段的弯曲角度，并从中筛选出最小弯曲角度/>，统计当前待落锁集装箱的运输复杂度/>，，/>分别为设定参照的基准集装箱载重、运输距离、弯曲段密集度、弯曲段弯曲角度。

W6、根据当前待落锁集装箱的运输复杂度，设定适配集装箱角件完整度和许可集装箱角件表观缺陷度，分别记为和/>，统计各角件的锁入安全度/>，。

需要说明的是，设定适配集装箱角件完整度和许可集装箱角件表观缺陷度是通过将当前待落锁集装箱的运输复杂度与设定的各运输复杂度对应适配集装箱角件完整度和许可集装箱角件表观缺陷度分别进行匹配对比得到。

又一示例性地，分析各角件对应临近锁件的锁入安全度，包括：R1、从各角件对应临近锁件的状态信息中提取整体三维轮廓，确认各角件对应临近锁件的形变度，记为。

需要说明的是，确认各角件对应临近锁件的形变度的具体确认过程为：将各角件对应临近锁件的状态信息包括角件的整体三维轮廓与其初始三维轮廓进行重合对比，得到各角件对应临近锁件的重合轮廓体积，记为，将各角件对应临近锁件的初始三维轮廓体积记为/>，统计各角件对应临近锁件的形变度/>，/>，/>为设定的参照的轮廓比。

R2、从各角件对应临近锁件的状态信息中提取各固定处的螺栓高度和螺栓顶面与其固定面之间的夹角，确认各角件对应临近锁件的紧固度，记为。

需要说明的是，确认各角件对应临近锁件的紧固度的具体确认过程为：R2-1、从信息库中提取锁件的初始螺栓高度，记为，从各角件对应临近锁件各固定处的螺栓高度从中筛选出最高螺栓高度，记为/>。

R2-2、将各角件对应临近锁件在各固定处螺栓顶面与其固定面之间的夹角作为螺栓倾角，并从中提取最大螺栓倾角，记为，同时统计各角件对应临近锁件的螺栓倾角不为0的固定处数目，记为/>，将各角件对应临近锁件的固定处数目记为/>。

R2-3、统计各角件对应临近锁件的紧固度，/>，分别为设定许可的螺栓高度差、螺栓倾角。

R3、从各角件对应临近锁件的状态信息中提取锈蚀处数目和划痕处数目，分别记为和/>。

R4、从各角件对应临近锁件的状态信息中提取各锈蚀处的锈蚀面积，累加得到各角件对应临近锁件的综合锈蚀面积，记为。

R5、从各角件对应临近锁件的状态信息中提取各划痕处的划痕深度和划痕长度，分别从中提取最大划痕深度和最大划痕长度，分别记为和/>。

R6、统计各角件对应临近锁件的损伤度，，/>分别为设定锁件适宜承载的锈蚀处数目、锈蚀面积、划痕处数目、划痕深度、划痕长度，表示在/>和/>中取最大值。

R7、统计各角件对应临近锁件的锁入安全度，/>，分别为设定的许可承载锁件形变度、适宜锁件紧固度、许可承载锁件损伤度。

需要说明的是，许可承载锁件形变度、适宜锁件紧固度、许可承载锁件损伤度均是依据与当前待落锁集装箱的运输复杂度进行设定，即将当前待落锁集装箱的运输复杂度与设定的各运输复杂度对应许可承载锁件形变度、适宜锁件紧固度、许可承载锁件损伤度进行匹配对比得到。

本发明实施例通过对当前待落锁集装箱各角件以及平车上各角件对应临近锁件的状态进行监测，并结合当前待落锁集装箱的重量和运输路径图进行锁入安全度分析，有效规避了当前未对锁件的状态以及集装箱角件状态进行监测的不足，实现了当前待落锁集装箱锁入安全评定结果的合理性和参考性，进而可以防止在运输过程中发生意外开锁、集装箱倾覆或其他不安全情况的发生，有助于保护后续货物以及确保运输过程的顺利进行。

所述落锁状态监测核实模块，用于对当前落锁集装箱各角件的落锁状态进行监测，得到各角件的落锁状态信息，据此核实各角件的落锁稳固度，i表示角件编号，。

具体地，各角件的落锁状态信息为外部表观图像、各压力监测点的监测压力值和内部缝隙面积。

在一个具体地实施例中，外部表观图像通过摄像头监测得到，压力监测点指角件与锁件接触面上的点，其中压力监测点通过贴片式压力传感器监测得到，内部缝隙面积通过X射线检测仪检测得到，其中，内部缝隙面积指将角件灰度区域和锁件灰度区域之间的缝隙区域面积的综合。

进一步地，核实各角件的落锁稳固度，包括：E1、从各角件的落锁状态信息中提取外部表观图像，进而定位出锁件的锁入面积和角件的孔口面积，分别记为和/>。

E2、从各角件的落锁状态信息中提取各压力监测点的监测压力值，统计监测压力值不为0的压力监测点数目，记为，同时将各压力监测点的监测压力值记为/>，/>表示压力监测点编号，/>。

E3、从各角件的落锁状态信息中提取内部缝隙面积，记为，统计各角件的落锁稳固度/>，/>，m表示压力监测点数目，分别为设定参照的锁入面积比、缝隙面积、许可压力差，/>表示第i个角件对应第j个压力监测点的监测压力值。

本发明实施例通过对落锁后的外部状态、内部缝隙面积以及受压情况三个维度进行落锁稳固度核实，避免了单一传感器进行落锁状态监测的片面性，从而防止了密封或遮挡较好的情况下无法准确感知未落锁状态事件的发生，进而确保了保障落锁状态核实结果的真实性和可靠性，同时拓展了集装箱未落锁监测预警的覆盖率，进而提高了集装箱运输的安全性和保障性。

所述信息库，用于存储锁件的初始螺栓高度、初始三维轮廓以及角件的初始三维轮廓，并存储集装箱的设定对位偏角和设定对位高度。

所述落锁预警终端，用于当某角件或者某角件对应临近锁件的锁入安全度小于0时或者当某角件的落锁稳固度小于0时，提取角件的编号，进行对应预警。

本发明实施例通过进行集装箱对位评定调控，并对锁入结构进行监测评定和对角件的落锁状态监测核实，根据锁入结构的评定结果和落锁状态的核实结果进行对应预警，有效解决了当前两种监测预警方式中存在的局限性问题，实现了集装箱未落锁的自动化监测预警，降低了人工目标方式中的误差性，提高了集装箱未落锁监测预警的精准度，同时还降低了漏检的发生概率，确保了集装箱未落锁监测的效率和预警的及时性，进而充分保障了集装箱吊装过程的安全性。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统，其特征在于：该系统包括：

集装箱基本信息提取模块，用于提取当前待落锁集装箱的重量和运输路径图；

集装箱对位评定调控模块，用于对当前待落锁集装箱进行图像采集，从而评定当前待落锁集装箱的综合对位符合度，当/>小于其设定值时，进行集装箱对位调控分析，根据分析结果进行对应调控；

锁入结构监测评定模块，用于当当前待落锁集装箱对位调控执行完成后，对当前待落锁集装箱各角件以及平车上各角件对应临近锁件的状态信息进行监测，分析各角件和各角件对应临近锁件的锁入安全度，当各角件和各角件临近锁件的锁入安全度均大于0时，启动落锁状态监测核实模块；

落锁状态监测核实模块，用于对当前落锁集装箱各角件的落锁状态进行监测，得到各角件的落锁状态信息，据此核实各角件的落锁稳固度，i表示角件编号，/>；

信息库，用于存储锁件的初始螺栓高度、初始三维轮廓以及角件的初始三维轮廓，并存储集装箱的设定对位偏角和设定对位高度；

落锁预警终端，用于当某角件或者某角件对应临近锁件的锁入安全度小于0时或者当某角件的落锁稳固度小于0时，提取角件的编号，进行对应预警；

所述评定当前待落锁集装箱的综合对位符合度，包括：

从采集的当前待落锁集装箱的图像中定位出当前待落锁集装箱的位置和平车的位置，同时提取当前待落锁集装箱中心点位置与平车中心点位置之间的水平距离，记为；

将当前待落锁集装箱投影至平车位置内，提取待落锁集装箱的投影面面积和平车面积，分别记为和/>，统计当前待落锁集装箱的整体对位符合度/>，，/>为设定的适宜投影面积比，/>为设定适宜中心间距；

从采集的当前待落锁集装箱的图像中定位出当前待落锁集装箱中各角件中心点位置与其临近锁件中心点位置之间的水平距离和垂直距离，分别记为和/>；

从信息库中提取集装箱的设定对位高度，记为，统计各角件对应的对位符合度/>，，/>为设定的适宜放置水平距离，/>分别为设定许可的放置水平距离差、放置垂直距离差；

统计当前待落锁集装箱的一级对位符合度，/>，/>分别为设定参照的角件对位符合度、整体对位符合度；

根据当前待落锁集装箱的投影面位置，统计当前待落锁集装箱的二级对位符合度，进而统计当前待落锁集装箱的综合对位符合度/>，/>，/>分别为设定的参照一级对位符合度、二级对位符合度，/>表示向下取整符号；

所述统计当前待落锁集装箱的二级对位符合度，包括：

提取当前待落锁集装箱投影面与平车所在平面之间的夹角，作为当前待落锁集装箱的对位偏角，进而记为；

从信息库中提取集装箱的设定对位偏角，记为，统计当前待落锁集装箱的二级对位符合度/>，/>，/>为设定的参照的许可对位偏角差；

所述进行集装箱对位调控分析，具体分析过程为：

将和/>导入对位调控类型评估模型中/>中，输出当前待落锁集装箱的对位调控类型；

若当前待落锁集装箱的对位调控类型为角度调控，将与/>进行作差，若差值大于0，则将调控方式记为逆时针调控，反之则将调控方式记为顺时针调控，并将差值作为调控值；

若当前待落锁集装箱的对位调控类型为距离调控，从采集的当前待落锁集装箱的图像提取当前待落锁集装箱中各角件中心点位置与平车中各角件临近锁件中心点位置的相对方位、水平距离和垂直距离，并以此确认各角件距离的调控方式和调控值；

若当前待落锁集装箱的对位调控类型为角距调控，则重复角度调控类型和距离调控类型的分析步骤，得到角度和距离的调控方式和调控值；

将对位调控类型、角度和距离的调控方式以及调控值作为集装箱对位调控分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统，其特征在于：所述各角件的状态信息包括整体三维轮廓、破损处数目和各破损处的破损面积；

所述各角件对应临近锁件的状态信息包括整体三维轮廓、各固定处的螺栓高度、各固定处螺栓顶面与其固定面之间的夹角、锈蚀处数目、各锈蚀处的锈蚀面积以及划痕处数目、各划痕处的划痕深度和划痕长度。

3.根据权利要求2所述的一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统，其特征在于：所述分析各角件的锁入安全度，包括：

从各角件的状态信息中提取整体三维轮廓，同时从信息库中提取角件的初始三维轮廓；

将各角件的整体三维轮廓和初始三维轮廓分别分割为各角件面的轮廓，得到各角件对应各角件面的三维轮廓和初始三维轮廓；

将各角件对应各角件面的三维轮廓分别与其初始三维轮廓进行重合对比，统计各角件的轮廓完整度，记为；

从各角件的状态信息中提取破损处数目，记为，同时提取各破损处的破损面积，累加得到各角件的综合破损面积，记为/>，统计各角件对应的表观缺陷度/>，，e为自然常数，/>分别为设定许可的破损处数目、破损面积；

将当前待落锁集装箱的重量记为，从当前待落锁集装箱的运输路径图中提取运输路径长度和拐弯段数目，分别记为/>和/>，同时提取各拐弯段的弯曲角度，并从中筛选出最小弯曲角度/>，统计当前待落锁集装箱的运输复杂度/>，/>，分别为设定参照的基准集装箱载重、运输距离、弯曲段密集度、弯曲段弯曲角度；

根据当前待落锁集装箱的运输复杂度，设定适配集装箱角件完整度和许可集装箱角件表观缺陷度，分别记为和/>，统计各角件的锁入安全度/>，/>。

4.根据权利要求3所述的一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统，其特征在于：所述统计各角件的轮廓完整度，包括：

提取各角件对应各角件面三维轮廓和其初始三维轮廓的重合轮廓体积，通过公式计算得到各角件对应各角件面的轮廓重合度；

将各角件对应各角件面的轮廓重合度与设定基准轮廓重合度进行对比，将大于设定基准轮廓重合度的角件面记为完好角件面；

统计各角件的完好角件面数目，记为，将小于设定基准轮廓重合度的各角件面记为各异常角件面，从各异常角件面的轮廓重合度中提取最小值，作为各角件的轮廓重合度/>，由此统计各角件的轮廓完整度/>，/>。

5.根据权利要求2所述的一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统，其特征在于：所述分析各角件对应临近锁件的锁入安全度，包括：

从各角件对应临近锁件的状态信息中提取整体三维轮廓，确认各角件对应临近锁件的形变度，记为；

从各角件对应临近锁件的状态信息中提取各固定处的螺栓高度和螺栓顶面与其固定面之间的夹角，确认各角件对应临近锁件的紧固度，记为；

从各角件对应临近锁件的状态信息中提取锈蚀处数目和划痕处数目，分别记为和；

从各角件对应临近锁件的状态信息中提取各锈蚀处的锈蚀面积，累加得到各角件对应临近锁件的综合锈蚀面积，记为；

从各角件对应临近锁件的状态信息中提取各划痕处的划痕深度和划痕长度，分别从中提取最大划痕深度和最大划痕长度，分别记为和/>；

统计各角件对应临近锁件的损伤度，/>，分别为设定锁件适宜承载的锈蚀处数目、锈蚀面积、划痕处数目、划痕深度、划痕长度；

统计各角件对应临近锁件的锁入安全度，/>，/>分别为设定的许可承载锁件形变度、适宜锁件紧固度、许可承载锁件损伤度。

6.根据权利要求1所述的一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统，其特征在于：所述各角件的落锁状态信息为外部表观图像、各压力监测点的监测压力值和内部缝隙面积。

7.根据权利要求6所述的一种集装箱吊装未落锁安全监测预警系统，其特征在于：所述核实各角件的落锁稳固度，包括：

从各角件的落锁状态信息中提取外部表观图像，进而定位出锁件的锁入面积和角件的孔口面积，分别记为和/>；

从各角件的落锁状态信息中提取各压力监测点的监测压力值，统计监测压力值不为0的压力监测点数目，记为，同时将各压力监测点的监测压力值记为/>，/>表示压力监测点编号，/>；

从各角件的落锁状态信息中提取内部缝隙面积，记为，统计各角件的落锁稳固度/>，，m表示压力监测点数目，/>分别为设定参照的锁入面积比、缝隙面积、许可压力差，/>表示第i个角件对应第j个压力监测点的监测压力值。