CN117804830B - 一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置及其查取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置和查取方法,包括套装结构架，其中,套装结构架内集成有舱口摄像和尺寸测量单元、抵近测距和微距拍照单元、大靶向物和小靶向物智能检测单元、扦插取样单元、样料收取单元、通讯模块和天线组、供电照明单元、工控机及装置工作状态显示单元、取样记录打印机，套装结构架外装配有包括悬挂架和天线、警示灯、覆盖工作区域的天线组网、地面便携式终端、地面工作站算法服务器、远程监控终端。通过本发明的技术方案，保证取样覆盖定和代表性，查检和取样同步作业时间缩短，原始留样有船或舱口信息和取样作业时间信息、留样编码，存证信息清晰，电子化数据可查寻、可溯源，实物样品可复验、可留存。

Description

一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置及其查取方法

技术领域

本发明涉及粮食取样技术领域，具体而言，特别涉及一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置及其查取方法。

背景技术

大宗散装粮食的舱（仓）内表层查检、取样作业的现行方法为多人人工下舱，在散粮表层目视观察查检和人工搓取粮样，装袋收留并记录取样标记，尚没有查检取样一体的机械化自动取样装置和智能查检设备的技术应用。

人工下舱（仓）查检取样方式作业人员多、劳动强度大、查检过程人工留证，由于散粮表面不平、有酸败打拱硬壳、垮塌等状况，作业时间长、危险性高，取样代表性受作业条件制约，难以实现大宗散粮舱口分层检验检疫规程所规定的查检取样要求，取样覆盖型、有效性、代表性局限性大。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置及其查取方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置，包括套装结构架，其中,套装结构架内集成有舱口摄像和尺寸测量单元、抵近测距和微距拍照单元、大靶向物和小靶向物智能检测单元、扦插取样单元、样料收取单元、通讯模块和天线组、供电照明单元、工控机及装置工作状态显示单元、取样记录打印机，套装结构架外装配有包括悬挂架和天线、警示灯、覆盖工作区域的天线组网、地面便携式终端、地面工作站算法服务器、远程监控终端；

舱口摄像和尺寸测量单元、抵近测距和微距拍照单元、大靶向物和小靶向物智能检测单元、通讯模块和天线组、覆盖工作区域的天线组网、地面便携式终端、地面工作站算法服务器构成表层查检系统；

扦插取样单元、样料收取单元、取样记录打印机构成表层取样系统；

供电照明单元、工控机及装置工作状态显示单元、悬挂架和天线、警示灯构成供电照明操控系统；

套装结构架内集成的所有设备与地面便携式终端、地面工作站算法服务器通过无线通讯网，实现表层查检取样过程控制和图像数据传输、大小靶向物辨识标记处理、原始图像和标记图像存储，便携式终端和地面工作站可以向远程终端上传图像、表单数据；

舱口摄像和尺寸测量单元与大靶向物和小靶向物智能检测单元、工控机及装置工作状态显示单元连通，自动生成舱口虚拟网格布点图和巡回查检路线图并逐点取得大靶向图像；

抵近测距和微距拍照单元与大靶向物和小靶向物智能检测单元连通，依照虚拟舱口网格布点图逐点拍照，取得小靶向图像；

大靶向物和小靶向物智能检测单元与工控机及装置工作状态显示单元连通，工控机及装置工作状态显示单元内置图像处理软件筛选带有大、小靶向特征的嫌疑图像；工控机及装置工作状态显示单元与通讯模块和天线组连通，实现带有大、小靶向物特征的嫌疑图像向地面便携式终端和地面工作站算法服务器、远程监控终端传输；地面便携终端与工控机及装置工作状态显示单元之间有控制信号连通，可在地面调整大、小靶向物智能检测单元设定参数；

扦插取样单元和样料收取单元连通，在逐点取样升起换位过程中完成料样存入料样收取器中。

作为优选方案，供电照明单元为各单元供电，提供大靶向物和小靶向物智能检测单元拍照的照明，电池容量能够满足≮7舱查检取样作业的用电。

作为优选方案，扦插取样单元包括扦插取样器，扦插取样器的长度为L为1220mm，最大插下深度≮400mm，提升高度：≮600mm。

作为优选方案，舱口摄像和尺寸测量单元包括800W像素360°全景摄像机和2500W像素高清相机。

一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置的查取方法,具体包括以下步骤：

S1：将散粮表层智能查检取样套装装置悬挂在吊机的吊具上，吊机吊具在舱口升降和巡回摆动，使表层查检取样装置具备在舱口散粮表层查检和取样的条件；

S2：将表层智能查检取样套装装置悬停在舱口上方，测量舱口尺寸，虚拟生成表层查检网格布点；在距散粮表层巡回移动取得大靶向摄像图像，大靶向图像可拼接覆盖整个舱口表面；在抵近散粮表层的下降过程，抵近测距和微距拍照单元的测距雷达测量相机镜头距散粮表层的距离并在套装结构架抵触散粮表面时启动相机拍照，与此同时，扦插取样单元的取样扦样器触发开关启动扦样器插入散粮表层，深入粮面30cm～40cm截取料样；拍照完毕，扦插取样完毕，扦样管提升并将料样送入样料收取单元的料样收取器中；

S3：大小靶向图像送入工控机，工控机对图像经过有效性筛选，将有嫌疑靶向物的照片通过通讯模块传送到地面便携式终端和地面工作站算法服务器，调用嫌疑靶向数据库和机器视觉算法对嫌疑靶向物照片进行机器辨识，作出标记和靶向物归类、计数；便携式终端将带有嫌疑靶向物的原始图像和标记图像、归类计数数据发送给远程监控终端；

S4：散粮表层智能查检取样套装装置依舱口网格布点逐点取样完毕，取样记录打印机打印出料样收取器标签和取样记录清单，标签被贴在料样收取器表面上，取样记录清单作为查检取样记录留存；料样容器按舱批留存，容器逐舱更换；

S5：表层查检取样套装装置被悬挂进入舱口即自动启动工作，依照自动生成的虚拟网个点位逐点降下升起，每次触碰散粮表面停滞完成小靶向拍照和扦插取样，升起换点位的过程完成大靶向摄像；舱批次取样完成，便携式终端给出大、小靶向物归类、计数数据和取样记录。

本发明由于采用了以上技术方案，与现有技术相比使其具有以下有益效果：本发明设计采用机械自动化取样和摄像机、高清相机自动采集图像机器视觉查检检疫性大小靶向物的方法，改变了人工下舱收取料样，人工在舱内观察查检检疫性大小靶向物的作业过程，在遵循大宗散料检疫性查检取样法规和作业规程的基础上，多扦样管以点位同时嵌入取样，保证单管取样量≮200g，单点位取样量1kg；网格是取样均布设点30-50个，保证取样覆盖定和代表性；参与作业人员减少，劳动强度减轻，查检和取样同步作业时间缩短；查检有视频和照片记录，覆盖全舱口表层，既有电子存证又有实物样本原始留样，视频照片和高清照片有布点位置序号编码，原始留样有船或舱口信息和取样作业时间信息、留样编码，存证信息清晰，电子化数据可查寻、可溯源，实物样品可复验、可留存。

本发明设计采用有线通讯和无线通讯相接续的方式，将检测取样吊笼采集的视频照片、高清照片和取样记录上传到地面便携式终端和地面工作站识别算法服务器，对所采集数据进行嫌疑物标记处理，嫌疑物归类计数，并存储图像数据和表单数据。检测数据和取样数据经地面工作站转送到便携式终端和远程终端，一步实现查检记录、存证电子化，传输信息数字化的过程。

本发明设计将表层查检取样作业嵌入到开舱查检准卸的作业过程中，在同一吊机作业场景下装卸机具无需更换即可实施查检和取样同步完成，简化了船上船下、舱上舱下往复取样查检过程，提高查检取样作业效率，增强查检取样有效性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为舱口散粮表层智能查检取样套装装置的结构示意图；

图2为本发明的流程图；

图3为本发明的逻辑框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图3对本发明的实施例的舱口散粮表层智能查检取样套装装置及其查取方法进行具体说明。

如图1所示，本发明提出了一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置，表层查检取样套装设备将拍照、视频检测、扦插取样集成在一套装置上，通过无线传输方式与便携式终端和地面工作站集成。实现一次性完成对货轮船舱表层粮食的摄像、拍照、取样、留存，同步进行表层查检和表层取样作业，获取电子化查检数据和留存实物样本。装置包括套装结构架，其特征在于, 所述套装结构架内集成有舱口摄像和尺寸测量单元、抵近测距和微距拍照单元、大靶向物和小靶向物智能检测单元、扦插取样单元、样料收取单元、通讯模块和天线组、供电照明单元、工控机及装置工作状态显示单元、取样记录打印机，套装结构架外装配有包括悬挂架和天线、警示灯、覆盖工作区域的天线组网、地面便携式终端、地面工作站算法服务器、远程监控终端；

套装结构架分层固定各单元设备，底层环形盘内侧布置抵近测距和微距拍照单元，外侧布置样料收取单元；中层环形盘内侧布置供电照明单元、工控机及装置工作状态显示单元、取样记录打印机，外围布置扦插取样单元；上层环形盘布置舱口摄像和尺寸测量单元、通讯模块和天线组、取样记录打印机；所述套装结构架被钢索悬挂在吊架下，由吊机吊挂在舱口表面升降并巡回移动；所述地面便携式终端通过覆盖工作区域的天线组网与舱口工控机和远端算法服务器通讯，传输查检图像和智能标记大、小靶向物并作嫌疑物归类计数处理，在便携式终端上显示和发送到本装置之外的远程监控终端；

舱口摄像和尺寸测量单元、抵近测距和微距拍照单元、大靶向物和小靶向物智能检测单元、通讯模块和天线组、覆盖工作区域的天线组网、地面便携式终端、地面工作站算法服务器构成表层查检系统；

扦插取样单元、样料收取单元、取样记录打印机构成表层取样系统；

供电照明单元、工控机及装置工作状态显示单元、悬挂架和天线、警示灯构成供电照明操控系统；

套装结构架内集成的所有设备与地面便携式终端、地面工作站算法服务器通过无线通讯网，实现表层查检取样过程控制和图像数据传输、大小靶向物辨识标记处理、原始图像和标记图像存储，便携式终端和地面工作站可以向远程终端上传图像、表单数据；

舱口摄像和尺寸测量单元与大靶向物和小靶向物智能检测单元、工控机及装置工作状态显示单元连通，自动生成舱口虚拟网格布点图和巡回查检路线图并逐点取得大靶向图像；

抵近测距和微距拍照单元与大靶向物和小靶向物智能检测单元连通，依照虚拟舱口网格布点图逐点拍照，取得小靶向图像；

大靶向物和小靶向物智能检测单元与工控机及装置工作状态显示单元连通，工控机及装置工作状态显示单元内置图像处理软件筛选带有大、小靶向特征的嫌疑图像；工控机及装置工作状态显示单元与通讯模块和天线组连通，实现带有大、小靶向物特征的嫌疑图像向地面便携式终端和地面工作站算法服务器、远程监控终端传输；地面便携终端与工控机及装置工作状态显示单元之间有控制信号连通，可在地面调整大、小靶向物智能检测单元设定参数；

扦插取样单元和样料收取单元连通，在逐点取样升起换位过程中完成料样存入料样收取器中。

供电照明单元为各单元供电，提供大靶向物和小靶向物智能检测单元拍照的照明，电池容量能够满足≮7舱查检取样作业的用电。

扦插取样单元包括扦插取样器，扦插取样器的长度为L为1220mm，最大插下深度≮400mm，提升高度：≮600mm。

舱口摄像和尺寸测量单元包括800W像素360°全景摄像机和2500W像素高清相机。

一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置的查取方法, 表层查检取样设备按照舱口尺寸参数，在舱口表面布置50个网格点，取样设备在每一个网格点同时将多根双管扦样器插入粮食表层下40cm深，取样完成需要同时取出，并分组收集入多个样品袋，然后吊装到下一个点位进行再次操作，巡回50个点后完成一个货舱（仓）的取样工作。具体包括以下步骤：

S1：将散粮表层智能查检取样套装装置悬挂在吊机的吊具上，吊机吊具在舱口升降和巡回摆动，使表层查检取样装置具备在舱口散粮表层查检和取样的条件；

S2：将表层智能查检取样套装装置悬停在舱口上方，测量舱口尺寸，虚拟生成表层查检网格布点；在距散粮表层巡回移动取得大靶向摄像图像，大靶向图像可拼接覆盖整个舱口表面；在抵近散粮表层的下降过程，抵近测距和微距拍照单元的测距雷达测量相机镜头距散粮表层的距离并在套装结构架抵触散粮表面时启动相机拍照，与此同时，扦插取样单元的取样扦样器触发开关启动扦样器插入散粮表层，深入粮面30cm～40cm截取料样；拍照完毕，扦插取样完毕，扦样管提升并将料样送入样料收取单元的料样收取器中；

S3：大小靶向图像送入工控机，工控机对图像经过有效性筛选，将有嫌疑靶向物的照片通过通讯模块传送到地面便携式终端和地面工作站算法服务器，调用嫌疑靶向数据库和机器视觉算法对嫌疑靶向物照片进行机器辨识，作出标记和靶向物归类、计数；便携式终端将带有嫌疑靶向物的原始图像和标记图像、归类计数数据发送给远程监控终端；

S4：散粮表层智能查检取样套装装置依舱口网格布点逐点取样完毕，取样记录打印机打印出料样收取器标签和取样记录清单，标签被贴在料样收取器表面上，取样记录清单作为查检取样记录留存；料样容器按舱批留存，容器逐舱更换；

S5：表层查检取样套装装置被悬挂进入舱口即自动启动工作，依照自动生成的虚拟网个点位逐点降下升起，每次触碰散粮表面停滞完成小靶向拍照和扦插取样，升起换点位的过程完成大靶向摄像；舱批次取样完成，便携式终端给出大、小靶向物归类、计数数据和取样记录。

工作过程: 1)地面人员确认表层查检取样装置个扦样管升至最高位置，将吊绳穿过吊装接口，将吊绳挂至起吊机构上；开启表层查检取样设备，进入待机自动工作状态。

2) 由吊车司机将表层查检取样装置吊至舱口上方，同时根据全景照片自动布点和记录取样点；表层取样装置通电后就进入取样动作待命状态。

3) 吊车司机按照规定点位操作，地面人员通过吊装机构通过便携式终端记录整个取样过程，通过相机对表层进行拍照，负责更换样品袋。

4) 按照布设的取样点位置，将表层查检取样装置吊运至取样点上方，缓慢下方，直至信号触发器被触发；升降模组启动，升降机构下降，在升降机构将至最低位置后，同步旋转取样器内管为开启状态，同步下插入取样器到粮食表层；粮食收集完成，同步转动取样器内管为关闭状态，并同步上提取样器；

5) 通过旋转按照程序设定时间进行取料，通过分料筒对绞龙取出物料经过二分器分流，避免取料过多，搬运不便；同步摄像机和照相机对点位散粮表面进行摄像、拍照，取得表层照片，供机器视觉辨识大小靶向物标图、归类、计数。

6) 扦样管取样器提升到到分组收集的位置，同步转动取样器内管对准料样收集口，开启风力吹送将粮食吹到分组的收集盒，并向粮食袋子灌装。

7) 表层查检全过程依靠测距传感器自动完成，表层取样依靠触发开关（也可以靠测距传感器）自动完成；每一点位查检取样动作完毕，给出一个反馈信号，提示吊车司机提升、移位，进入下一次流程。

8) 表层查检和表层取样可各自独立配备电源也可共用同一个电源，共用通讯信号模块和悬挂在抓斗侧壁上天线机箱，实现舱内至舱口上方的通讯并转接到地面通讯天线网。

9) 装设不干胶标签打印机，每舱批个盛料袋打印排序标签，贴在样本料袋表面。

10)粮食袋采用双绑扎形式：粮食取样收集袋上口用绳子绑扎在出料口。待单料仓取样完成后，使用一次性收束钢绳将料带封存。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”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；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置，包括套装结构架，其特征在于, 所述套装结构架内集成有舱口摄像和尺寸测量单元、抵近测距和微距拍照单元、大靶向物和小靶向物智能检测单元、扦插取样单元、样料收取单元、通讯模块和天线组、供电照明单元、工控机及装置工作状态显示单元、取样记录打印机，套装结构架外装配有包括悬挂架和天线、警示灯、覆盖工作区域的天线组网、地面便携式终端、地面工作站算法服务器、远程监控终端；

所述舱口摄像和尺寸测量单元、抵近测距和微距拍照单元、大靶向物和小靶向物智能检测单元、通讯模块和天线组、覆盖工作区域的天线组网、地面便携式终端、地面工作站算法服务器构成表层查检系统；

所述扦插取样单元、样料收取单元、取样记录打印机构成表层取样系统；

所述供电照明单元、工控机及装置工作状态显示单元、悬挂架和天线、警示灯构成供电照明操控系统；

所述套装结构架内集成的所有设备与地面便携式终端、地面工作站算法服务器通过无线通讯网，实现表层查检取样过程控制和图像数据传输、大小靶向物辨识标记处理、原始图像和标记图像存储，便携式终端和地面工作站可以向远程终端上传图像、表单数据；

所述舱口摄像和尺寸测量单元与大靶向物和小靶向物智能检测单元、工控机及装置工作状态显示单元连通，自动生成舱口虚拟网格布点图和巡回查检路线图并逐点取得大靶向图像；

所述抵近测距和微距拍照单元与大靶向物和小靶向物智能检测单元连通，依照虚拟舱口网格布点图逐点拍照，取得小靶向图像；

所述大靶向物和小靶向物智能检测单元与工控机及装置工作状态显示单元连通，工控机及装置工作状态显示单元内置图像处理软件筛选带有大、小靶向特征的嫌疑图像；工控机及装置工作状态显示单元与通讯模块和天线组连通，实现带有大、小靶向物特征的嫌疑图像向地面便携式终端和地面工作站算法服务器、远程监控终端传输；地面便携终端与工控机及装置工作状态显示单元之间有控制信号连通，可在地面调整大、小靶向物智能检测单元设定参数；

所述扦插取样单元和样料收取单元连通，在逐点取样升起换位过程中完成料样存入料样收取器中。

2.根据权利要求1所述的一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置,其特征在于,所述供电照明单元为各单元供电，提供大靶向物和小靶向物智能检测单元拍照的照明，电池容量能够满足≮7舱查检取样作业的用电。

3.根据权利要求1所述的一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置,其特征在于,所述扦插取样单元包括扦插取样器，扦插取样器的长度为L为1220mm，最大插下深度≮400mm，提升高度：≮600mm。

4.根据权利要求1所述的一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置,其特征在于,所述舱口摄像和尺寸测量单元包括800W像素360°全景摄像机和2500W像素高清相机。

5.如权利要求1所述的一种舱口散粮表层智能查检取样套装装置的查取方法,其特征在于,具体包括以下步骤：

S1：将散粮表层智能查检取样套装装置悬挂在吊机的吊具上，吊机吊具在舱口升降和巡回摆动，使表层查检取样装置具备在舱口散粮表层查检和取样的条件；

S2：将表层智能查检取样套装装置悬停在舱口上方，测量舱口尺寸，虚拟生成表层查检网格布点；在距散粮表层巡回移动取得大靶向摄像图像，大靶向图像可拼接覆盖整个舱口表面；在抵近散粮表层的下降过程，抵近测距和微距拍照单元的测距雷达测量相机镜头距散粮表层的距离并在套装结构架抵触散粮表面时启动相机拍照，与此同时，扦插取样单元的取样扦样器触发开关启动扦样器插入散粮表层，深入粮面30cm～40cm截取料样；拍照完毕，扦插取样完毕，扦样管提升并将料样送入样料收取单元的料样收取器中；

S3：大小靶向图像送入工控机，工控机对图像经过有效性筛选，将有嫌疑靶向物的照片通过通讯模块传送到地面便携式终端和地面工作站算法服务器，调用嫌疑靶向数据库和机器视觉算法对嫌疑靶向物照片进行机器辨识，作出标记和靶向物归类、计数；便携式终端将带有嫌疑靶向物的原始图像和标记图像、归类计数数据发送给远程监控终端；

S4：散粮表层智能查检取样套装装置依舱口网格布点逐点取样完毕，取样记录打印机打印出料样收取器标签和取样记录清单，标签被贴在料样收取器表面上，取样记录清单作为查检取样记录留存；料样容器按舱批留存，容器逐舱更换；

S5：表层查检取样套装装置被悬挂进入舱口即自动启动工作，依照自动生成的虚拟网个点位逐点降下升起，每次触碰散粮表面停滞完成小靶向拍照和扦插取样，升起换点位的过程完成大靶向摄像；舱批次取样完成，便携式终端给出大、小靶向物归类、计数数据和取样记录。