CN205537507U - 一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，包括有用于拍摄集卡车拖板实时位置的摄像设备，集卡车拖板上设置有易于摄像设备识别的目标物，定位装置还包括用于对比集卡车拖板实时位置与理论基准位置的对比装置以及用于提示司机操作的提示装置，摄像设备设置于起重机横梁上，摄像设备、对比装置以及提示装置依次信号连接。其利用机器视觉技术，由摄像设备获取桥式或龙门式集装箱起重机下方集卡车拖板的实时位置，再传输至用于对比目标物实时位置与理论基准位置的对比装置，由对比装置对比得出位置差，最后传输至提示装置引导司机完成集卡车拖板的准确定位。其优点在于：结构简单，使用方便，使用、维护成本低，定位效率高。

Description

一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置

技术领域

本实用新型涉及集装箱码头或堆场的集装箱起重机下的集卡车拖板定位技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置。

背景技术

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

集装箱起重机下集卡车拖板能否快速准确定位，不仅影响集装箱起重机的作业效率，也同时影响到集卡车司机及起重机的安全作业。集卡车拖板的粗定位精度要求±100CM，司机借助经验可轻松实现；但是要实现满足起重机吊具直接放箱，集卡车拖板定位精度要求达到±5CM，这对集卡车司机的要求非常高。

目前集卡车拖板的定位引导通常是通过高精度的2维或者3维激光扫描定位仪来实现，其包括激光扫描、中央处理及显示牌提示三个部分，其原理是通过激光扫描器实时检测集卡车托板位置，将集卡车托板的实时位置与理论基准位置对比，将对比结果通过显示器指示司机准确定位。这种设备的核心部件是激光扫描仪，仅该仪器价格就高达4至5万，而且寿命不长，使用维保成本还很高；此外，激光扫描仪对环境要求较高，雾气、雨水都会对激光扫描仪的准确性产生影响，而且处于室外的工作环境，激光扫描仪的镜头上极易粘附灰尘，从而影响激光扫描仪的正常工作和定位的准确性，因此激光扫描仪需要定期的进行擦拭及保养。

集卡车托板定位设备作为集装箱装箱过程中一项非必要组成，一次性的高成本投入和高额的维护费用，对于其所能起到的作用，显然投入产出比过低，因此一种价格低廉的集卡车托板定位引导设备就成了业界的一种期待。

码头公司集卡拖板由于受车板杂物、光影干涉等影响，通过图像处理后很难识别拖板轮廓，锁头、大梁等相对拖板上位置相对固定的目标物，因而很难对拖板进行有效识别和定位；因此，需要在拖板固定位置安装机器视觉易于识别的目标物。 发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供结构简单，使用方便，使用、维护成本低，定位效率高的一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，包括有用于拍摄集卡车拖板实时位置的摄像设备，集卡车拖板上设置有易于摄像设备识别的目标物，定位装置还包括用于对比集卡车拖板实时位置与理论基准位置的对比装置以及用于提示司机操作的提示装置，摄像设备设置于起重机横梁上，摄像设备、对比装置以及提示装置依次信号连接。

优化的技术措施还包括：

上述的摄像设备为工业相机，摄像设备上设置有补光装置。

上述的起重机横梁上设置有触发器，该触发器与所述摄像设备信号连接。

上述的对比装置为计算机或单片机。

上述的目标物设置于所述集卡车拖板的长轴中心线上，并紧贴车头侧的边沿。

上述的目标物设置于所述集卡车拖板车头侧两边的延伸物上，并分别紧贴所述集卡车拖板的两侧边沿。

上述的目标物为一矩形的标示板，该标示板由沿对角线分开的白色三角形和黑色三角形构成。

上述的提示装置为指示牌，该指示牌上设置有由LED灯构成的前进箭头和后退箭头。

上述的提示装置为设置于集卡车驾驶室内的语音提示器。

本实用新型的一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，利用机器视觉技术，由摄像设备获取集卡车拖板的实时位置，再传输至用于对比集卡车拖板实时位置与理论基准位置的对比装置，由对比装置对比得出位置差，得出集卡车前进方向的坐标偏差值，最后将差值传输至提示装置引导司机完成集卡车拖板的准确定位。本定位装置结构简单，投入成本低，维护简单，能够大大提高集卡车拖板的定位，从而提高装箱效率，其克服了激光扫描仪投入高，维护频繁，对天气、环境要求较高的缺点，可实现全天候工作。

采用指示牌或者语音提示器提示司机前进或者后退，提示简单明了，使引导更为高效。

附图说明

图1是本实用新型的框架示意图；

图2是本实用新型的定位装置引导集卡车拖板定位的流程图；

图3是本实用新型实施例一的装置安装示意图；

图4是本实用新型实施例一的装置安装的俯视示意图；

图5是本实用新型实施例二的装置安装的俯视示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图5所示的实施例，

其中的附图标记为：集卡车拖板1、延伸部11、目标物2、摄像设备3、补光装置31、对比装置4、提示装置5、前进箭头51、后退箭头52、横梁6、触发器7。

实施例一，

一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，包括有用于拍摄集卡车拖板1实时位置的摄像设备3，集卡车拖板1上设置有易于摄像设备3识别的目标物2，定位装置还包括用于对比集卡车拖板1实时位置与理论基准位置的对比装置4以及用于提示司机操作的提示装置5，摄像设备3设置于起重机横梁6上，摄像设备3、对比装置4以及提示装置5依次信号连接。

上述的理论基准位置是指集卡车停到吊具能准确抓放箱的正确位置时，目标物2在摄像设备3坐标系内测得对应的大车行进方向的坐标位置。

目标物2成像后图案能与车板轮廓线及杂物、污染物轮廓线相区别，易于摄像设备3进行识别。

摄像设备3从起重机横梁6上从上往下俯拍目标物2，拍摄范围广。

实施例中，摄像设备3为工业相机，摄像设备3上设置有补光装置31。

实施例中，起重机横梁6上设置有触发器7，该触发器7与所述摄像设备3信号连接。

触发器7采用激光触发器或者红外线触发器。当触发器7检测到集卡车进入时，启动触发信号，启动摄像设备3工作。

实施例中，对比装置4为计算机。

实施例中，目标物2设置于所述集卡车拖板1的长轴中心线上，并紧贴车头侧的边沿。

如图4所示，目标物2设置于集卡车拖板1的长轴中心线上，由于集卡车拖板1的尺寸规格都是统一的，即集卡车拖板1的尺寸规格为一定值，当获得目标物2的位置时，便可以准确计算出集卡车拖板1的所处位置。

实施例中，目标物2为一矩形的标示板，该标示板由沿对角线分开的白色三角形和黑色三角形构成。

采用由白色三角形和黑色三角形构成的正方形标示板作为目标物2，该标示板能够明显区别与集卡车拖板1其他部件，能够大大提高对比装置4的处理速度，进而提高定位装置的引导速度。

实施例中，提示装置5为指示牌，该指示牌上设置有由LED灯构成的前进箭头51和后退箭头52。用箭头提示前进或者后退，简单明了，司机可以一目了然，从而提高定位效率。

实施例二，

本实施例中的定位装置与实施例一中的定位装置的结构相似，所不同的是，本实施例中，对比装置4为单片机。

如图5所示，目标物2设置于所述集卡车拖板1车头侧两边的延伸部11上，并分别紧贴所述集卡车拖板1的两侧边沿。由摄像设备3获取集卡车拖板1上两个目标物2的实时位置，即可得知集卡车拖板1的实时位置。

目标物2也可以采用外方内圆的结构，内部的圆内切于外部的正方形，内部的圆为黑色，外部的正方形为白色；或者将内外的黑白色相调换。

目标物2还可以采用外圆内方的结构，外部的圆外切于内部的正方形，外部的圆为黑色，内部的正方形为白色；或者将内外的黑白色相调换。

目标物2亦可以采用由黑白间隔的圆形或者四边形图案构成。

目标物2采用黑白色图块构成，反差明显，易于识别，能提高摄像设备3获取目标物2的效率。目标物2只要易于摄像设备3识别即可，图案的构成可以自行设计、选择。

本实施例中，提示装置5为设置于集卡车驾驶室内的语音提示器。设置语音提示器能更好地引导司机完成定位操作，避免指示牌被其他物体遮挡而影响定位；当然，语音提示器与指示牌同时使用，提示效果更佳。

如图2所示，本基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置的定位流程，包括以下步骤：

步骤一：司机将待装箱的集卡车开到起重机下作业的贝位上，触发摄像信号；

步骤二：由摄像设备3拍摄集卡车拖板1上目标物2的位置，从而获得集卡车拖板1的实时位置，并将集卡车拖板1的实时位置传输至对比装置4；

步骤三：由对比装置4比较集卡车拖板1实时位置与理论基准位置的位置差，并根据对比结果形成引导指令，并将引导指令传输至提示装置5；

步骤四：司机根据提示装置5的提示调整集卡车拖板1的位置；

步骤五：重复步骤二至四，对调整后的集卡车拖板1的位置再次进行对比、提示，直到集卡车停入预先设定位置，完成定位。

本实用新型的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本实用新型的范围。

Claims (9)

1.一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，包括有用于拍摄集卡车拖板(1)实时位置的摄像设备(3)，其特征是：所述的集卡车拖板(1)上设置有易于摄像设备(3)识别的目标物(2)，所述的定位装置还包括用于对比集卡车拖板(1)实时位置与理论基准位置的对比装置(4)以及用于提示司机操作的提示装置(5)，所述的摄像设备(3)设置于起重机横梁(6)上，所述的摄像设备(3)、对比装置(4)以及提示装置(5)依次信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，其特征是：所述的摄像设备(3)为工业相机，所述的摄像设备(3)上设置有补光装置(31)。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，其特征是：所述的起重机横梁(6)上设置有触发器(7)，该触发器(7)与所述摄像设备(3)信号连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，其特征是：所述的对比装置(4)为计算机或单片机。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，其特征是：所述的目标物(2)设置于所述集卡车拖板(1)的长轴中心线上，并紧贴车头侧的边沿。

6.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，其特征是：所述的目标物(2)设置于所述集卡车拖板(1)车头侧两边的延伸部(11)上，并分别紧贴所述集卡车拖板(1)的两侧边沿。

7.根据权利要求5或6所述的一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，其特征是：所述的目标物(2)为一矩形的标示板，该标示板由沿对角线分开的白色三角形和黑色三角形构成。

8.根据权利要求5或6所述的一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，其特征是：所述的提示装置(5)为指示牌，该指示牌上设置有由LED灯构成的前进箭头(51)和后退箭头(52)。

9.根据权利要求5或6所述的一种基于机器视觉技术的集卡车拖板定位装置，其特征是：所述的提示装置(5)为设置于集卡车驾驶室内的语音提示器。