专利名称：集装箱龙门吊位置图像识别与定位纠偏系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于集装箱龙门吊在集装箱堆场中的箱区、箱位的识别，龙门吊 堆放集装箱时的定位，龙门吊行走时的纠偏、障碍物的识别和报警，尤其适合港口场地集装 箱龙门吊吊运集装箱装卸作业。
背景技术：
目前集装箱龙门吊在堆场作业时没有箱区、箱位的自动识别装置，龙门吊在集装 箱堆场中的箱区、箱位完全靠司机人工操作，人工观察判断箱区、箱位容易产生箱区、箱位 识别错误，造成集装箱堆放的信息误差，给集装箱的管理带来了麻烦。龙门吊堆放集装箱的 位置完全依赖集卡司机人工目测，没有龙门吊吊具与堆场集装箱准确的定位信息，司机吊 起集装箱堆放时，观察吊运的集装箱与堆放集装箱位置有误差时，移动车轮调整龙门吊位 置，如此操作降低了装卸速度，影响了装卸效率。龙门吊在集装箱堆场行走时左右车轮偏离 行走车道时，人工调整车轮行走方向，人工纠偏，车轮前没有障碍物的识别和报警。
发明内容在集装箱龙门吊车轮上方装摄像机，车道地面上间隔一定的距离刷带有数字、字 母或文字的地面标记，图像识别器通过摄像机摄到的图像对数字、字母或文字进行识别，判 定龙门吊工作的箱区、箱位，通过集装箱管理系统提供的箱位集装箱堆放信息，参与PLC对 吊具移动时的防撞控制，在翻箱作业时，PLC通过吊具锁头开关信号反映集装箱的实时堆放 状态，对吊具移动时的防撞控制。图像识别器根据图像上标记的位置判定龙门吊吊具与龙 门吊堆放集装箱位置的偏差距离，车轮行走时，图像识别车轮前的障碍物，及时报警，根据 图像上标记的位置检测大车车轮是否偏离行车车道，通过PLC参与对车轮行走纠偏控制。本实用新型提供一种用图像识别龙门吊所在的箱区和箱位，通过图像识别对龙门 吊吊运集装箱时的定位、车轮行走时的纠偏和报警系统。本发明的目的是通过下述技术方案予以实现本实用新型集装箱龙门吊位置图像识别与定位纠偏系统，其特点是它包括摄 像机、地面标记、显示报警器、图像识别器、PLC控制器、大车纠偏装置、吊具防撞装置、集装 箱管理系统终端和集装箱管理系统。所述的摄像机在龙门吊大车车轮上方，所述的地面标记刷在龙门吊大车车道和集 卡车道地面上，所述的显示报警器在龙门吊驾驶室内，所述的图像识别器、PLC控制器、大车 纠偏装置、吊具防撞装置、集装箱管理系统终端在龙门吊上，所述的集装箱管理系统是无线 通讯网络覆盖堆场的集装箱实时管理的计算机系统，摄像机、显示报警器、PLC控制器、集装 箱管理系统终端与图像识别器通讯连接，PLC控制器与集装箱管理系统终端通讯连接，集装 箱管理系统终端与集装箱管理系统通讯连接，PLC控制器与大车纠偏装置和吊具防撞装置 电连接。在集装箱龙门吊四个大车车轮上方装摄像机，摄像机镜头对着龙门吊外侧车道地面，在车道的地面上刷带有数字、字母或文字的地面标记，并间隔一定的距离排列，车轮上 方的摄像机对着车道地面摄像，摄像机把车道地面上带有地面标记的图像传输到图像识别 器，图像识别器通过识别图像中地面标记的数字、字母或文字，判断龙门吊所在的堆场的箱 区、箱位，通过识别地面标记在图像中的位置，判断龙门吊在箱位中的位置，通过识别图像 中的障碍物，判断车轮前的人和物体。当龙门吊行走时，图像识别器根据四个车轮上方的摄到的图像，识别行走车轮前 有无障碍物，当判断有人或有物体时，显示报警器图像显示，并发出声响报警；图像识别器 对带有地面标记的图像与存储的龙门吊车轮在车道上的地面标记图像进行比较，判断龙门 吊大车车轮是否在车道上，发现龙门吊车轮偏离行车车道，发出纠偏信号传送到PLC控制 器，PLC控制器发出控制指令给大车纠偏装置，对龙门吊行走车轮纠偏控制。图像识别器对带有地面标记的图像与存储的龙门吊吊具堆放集装箱准确位置的 地面标记图像进行比较，判断龙门吊在箱位中的位置，根据图像象素计算出龙门吊吊具与 堆放集装箱位置的偏差距离。图像识别器把龙门吊所在的箱区、箱位信息及龙门吊吊具偏离堆放集装箱位置的 距离信息传输给显示报警器，显示报警器有图像、符号、数字、字母或文字显示，显示龙门吊 所在的箱区、箱位信息和龙门吊吊具偏离堆放集装箱位置的距离信息，提示司机准确操作。当龙门吊进行吊箱作业时，图像识别器将箱区和箱位信息通过集装箱管理系统终 端通讯接口传输到集装箱管理系统，集装箱管理系统核对龙门吊吊运集装箱作业的箱区和 箱位，并将数据库中龙门吊所在箱位排列的集装箱堆放信息通过集装箱管理系统终端通讯 接口传输到PLC控制器，PLC控制器发出控制指令给吊具防撞装置，对龙门吊吊具移动时防 撞控制，在翻箱作业时，PLC通过吊具锁头开关信号反映集装箱的实时堆放状态，对龙门吊 吊具移动时的防撞控制。由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是龙门吊所在箱区和箱位自动 识别，减少信息误差，龙门吊堆放集装箱准确定位，提高装卸效率，大车行走纠偏，大车行走 报警，吊具移动防撞，消除安全隐患。
图1集装箱龙门吊位置图像识别与定位纠偏系统安装示意图图2集装箱龙门吊位置图像识别与定位纠偏系统俯视图图3集装箱龙门吊位置图像识别与定位纠偏系统原理示意图
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图1所示，本实用新型集装箱龙门吊位置图像识别与定位纠偏系统，其特点是 它包括摄像机(1) (2) (3) (4)、地面标记(5) (6) (7) (8) (9) (10)、显示报警器(11)、图像识 别器(12)、PLC控制器(13)、集装箱管理系统终端(14)、大车纠偏装置(15)、吊具防撞装置 (16)、集装箱管理系统(17)。如图中，龙门吊(18)、集卡车道(19)、大车车道(20)、龙门吊吊具(21)。
具体实施方式
如图1，图2所示，所述的摄像机(1) (2)⑶⑷在龙门吊(18)四个大车车轮上方，所述的地面标记( (6) (7)刷在大车车道00)地面上按一定距离间隔排列，地面标记(8) (9) (10)刷在集卡车道(19)地面上按一定距离间隔排列，所述的显示报警器(11)在龙门吊 (18)驾驶室内，所述的图像识别器(12)、PLC控制器(13)、集装箱管理系统终端(14)、大车 纠偏装置(15)、吊具防撞装置(16)在龙门吊(18)上，所述的集装箱管理系统(17)是无线 通讯网络覆盖堆场的集装箱实时管理的计算机系统，如图3所示，摄像机(1) (2) (3) 、显 示报警器(11)、PLC控制器(13)、集装箱管理系统终端(14)与图像识别器(1 通讯连接， PLC控制器(1 与集装箱管理系统终端(14)通讯连接，集装箱管理系统终端(14)与集装 箱管理系统(17)通讯连接，PLC控制器(13)与大车纠偏装置(15)和吊具防撞装置(16)电 连接。如图1、图2、图3所示，在大车车道00)地面上间隔一定的距离刷带有数字、字母 或文字的地面标记( (6) (7)，摄像机(1)的镜头对着大车车道OO)地面上地面标记(5) 摄像，摄像机( 的镜头对着大车车道OO)地面上地面标记(7)摄像，在集卡车道(19)地 面上间隔一定的距离刷带有数字、字母或文字的地面标记(8) (9) (10)，摄像机(3)的镜头 对着集卡车道(19)地面上地面标记(8)摄像，摄像机的镜头对着集卡车道(19)地面 上地面标记(10)摄像，摄像机⑴(2) (3)⑷把摄到的车道地面上带有地面标记的图像传 输到图像识别器(12)，图像识别器(12)通过识别图像中地面标记(5) (7) (8) (10)的数字、 字母或文字，判断龙门吊(18)所在的堆场的箱区、箱位。当龙门吊(18)行走时，图像识别器(12)根据四个摄像机(1) (2) (3) (4)摄到的 行走车轮前方的图像，识别车轮行走前方有无障碍物，判断障碍物是人或物体，显示报警器
(11)显示车轮前方的图像，如有人或有物体就发出声响报警；图像识别器(1 对带有地面 标记(5) (7) (8) (10)的图像与存储在图像识别器(12)中龙门吊车轮在车道上的地面标记 图像进行比较，判断龙门吊(18)大车车轮是否在大车车道00)上，发现龙门吊车轮偏离大 车车道(20)，发出纠偏信号传送到PLC控制器(i:3)，PLC控制器(1 发出控制指令到大车 纠偏装置(18)，对龙门吊(18)大车行走纠偏控制。图像识别器(12)对带有地面标记(5) (7) (8) (10)的图像与存储在图像识别器
(12)中龙门吊吊具堆放集装箱准确位置的地面标记图像进行比较，判断龙门吊(18) 在箱位中的位置，根据图像象素计算出龙门吊吊具与堆放集装箱位置的偏差距离。图像识别器(12)把龙门吊(18)所在的箱区、箱位信息及龙门吊吊具偏离堆 放集装箱位置的距离信息传输给显示报警器(11)，显示报警器(11)有图像、符号、数字、字 母或文字显示，显示龙门吊(18)所在箱区、箱位信息和龙门吊吊具偏离堆放集装箱位 置的距离信息，提示司机准确操作。当龙门吊进行吊箱作业时，图像识别器(1 将箱区、箱位信息通过集装箱管理系 统终端(14)通讯接口传输到集装箱管理系统(17)，集装箱管理系统(17)核对龙门吊(18) 吊运集装箱作业的箱区、箱位，通过集装箱管理系统终端通讯接口(14)将集装箱管理系统 (17)数据库中龙门吊(18)所在箱位排列的集装箱堆放信息传输到PLC控制器(13)，PLC控 制器(13)发出控制指令到吊具防撞装置(19)，对龙门吊吊具移动时进行防撞控制，在 翻箱作业时，PLC控制器(18)通过吊具锁头开关信号反映集装箱的实时堆放状态，对 吊具移动时的防撞控制。
权利要求1.集装箱龙门吊位置图像识别与定位纠偏系统，其特征在于它包括摄像机、地面标 记、显示报警器、图像识别器、PLC控制器、大车纠偏装置、吊具防撞装置、集装箱管理系统 终端和集装箱管理系统，所述的摄像机在龙门吊大车车轮上方，所述的地面标记刷在龙门 吊大车车道和集卡车道地面上，所述的显示报警器在龙门吊驾驶室内，所述的图像识别器、 PLC控制器、大车纠偏装置、吊具防撞装置、集装箱管理系统终端在龙门吊上，所述的集装箱 管理系统是无线通讯网络覆盖堆场的集装箱实时管理的计算机系统，摄像机、显示报警器、 PLC控制器、集装箱管理系统终端与图像识别器通讯连接，PLC控制器与集装箱管理系统终 端通讯连接，集装箱管理系统与集装箱管理系统终端通讯连接，PLC控制器与大车纠偏装置 和吊具防撞装置电连接。
专利摘要本实用新型专利公开了一种集装箱龙门吊位置图像识别与定位纠偏系统。该装置通过在集装箱龙门吊车轮上方装摄像机，车道地面上间隔一定的距离刷带有数字、字母或文字的地面标记，图像识别器通过摄像机摄到的地面标记图像对数字、字母或文字进行识别，判定龙门吊所在的箱区、箱位，提供集装箱管理系统，集装箱管理系统将箱位排列的集装箱堆放信息提供PLC控制器，参与龙门吊吊具移动时的防撞控制，图像识别器根据图像上地面标记的位置判定龙门吊吊具与堆放集装箱位置的偏差距离，提示司机准确操作，车轮行走时，根据图像识别车轮前方有无障碍物，及时报警，根据图像上地面标记的位置识别大车车轮是否偏离车道，参与龙门吊行走大车纠偏。
文档编号B66C15/06GK201882785SQ20102010613
公开日2011年6月29日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者俞宙, 宗韧, 张润梁, 王社民, 陆明路, 陆荣国, 黄爱平, 黄秀松 申请人:上海冠东国际集装箱码头有限公司, 南通通镭软件有限公司