[实用新型]一种基于主动视觉技术的起重机远程操作用监控设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及集装箱码头或堆场用集装箱门式或桥式起重机远程操作用的视频监控技术，尤其涉及一种基于主动视觉技术的起重机远程操作用监控设备。

背景技术

集装箱码头或堆场作业时，集装箱起重机司机通常是坐在司机室弯着腰，低着头操作设备；操作时设备本身晃动就比较大，加上一直弯腰低头，司机很容易疲劳，且容易患腰椎或颈椎损伤等方面的职业病。改为远程操作，司机可坐在远离设备的工作环境较好的操作室内，面对显示器图像来操纵设备，可大大改善司机的作业环境，减小司机的体力消耗，如在此基础上实现起重机的半自动或全自动驾驶，一名司机可同时看几台设备，这样还可大大节省司机人工成本的投入，这在码头竞争日益激烈的今天，意义重大。

远程操作监控设备的核心是通过摄像机等传感器代替人眼将设备操作时所需的图像采集并传给远程的操作人员，尤其是其中抓箱过程中吊具与集装箱对准时的图像及卸箱时被吊集装箱底部箱角与拟被压的集装箱箱角、地面箱角划线、集卡拖板或集装箱船舱盖板或舱底上的集箱定位锁头对准的图像。目前常用的远程操作视频监控设备有两种，一种是基于激光扫描的设备，即通过安装在起重机上的激光扫描仪及摄像机，对堆放的集装箱堆存状况进行轮廓扫描及拍摄，将扫描的结果实时转换成三维的图形呈现在远程操作人员的显示器上，从而引导司机装卸集装箱，这种设备的缺点在于一次性投入大，维保成本高，且激光扫描仪在使用时，对环境要求很高，雾天、雨天、扫描镜头表面的灰尘都会对扫描结果产生影响。另一种是：直接在不同操作步骤时须看清楚的目标附近安装不同的摄像机，以拍取集装箱装卸操作作业所需的实时视频图像，如RTG及RMG为看清待卸集装箱与集卡车8车板的相对位置，就在鞍梁安装摄像头、为看清吊具与待抓集装箱的相对位置，就在吊具四个角上装上4个摄像头，为看清作业全景及待堆存相邻列位集装箱堆存情况，在司机室地底部装上3个摄像头。在不同操作步骤时上述摄像头将所需的实时视频拍摄，远传到中控室，作为司机操作的依据；上述方案的缺点不同步骤需不同的摄像头，需安装的摄像头众多，同时视频传输量大，所需视频设备及信号传送设备的成本高，传输所占带宽多。且由于拍摄的目标均在运动，故远程呈现的视频图像均有较大的变形，成像效果不直观，操作人员需从众多图像中挑选自己需要的图像，或将多个图像组合才能看清。这样远程操作台显示屏上图像多且不清晰，人机界面不理想，影响操作效率。

综上所述，现有的监控技术均是被动的设备，即均是将现场操作相关的场景全部无选择得呈现给操作司机，司机在操作时，还需在这些全场景图像中寻找、选择操作所需的关键部分的图像。这样一方面需远传给远程的司机操控台的视频图像占用的带宽大，所需设备成本高，另一方面司机操作时还在全景图中寻找、选择关键部位工作量大、效率也低。

随着科学的不断发展，主导视觉技术在不同的领域得到应用，它与传统视觉技术的区别在于1、主动性，即视觉设备根据需要有主动感知的能力；2、目的性。即视觉设备均是基于特定的任务和目的。主动视觉设备核心在于图像信息获取过程中，能主动调整摄像机参数（如方向、焦距、光圈大小等），使摄像机迅速对准感兴趣的物体。主导视觉技术强调注视机制，即强调对分布于不同空间范围不同时间段上的信号，采用不同的分辨率有选择地感知。这种主动感知既可通过在硬件层动通过对摄像机物理参数调整来实现，也可在基于被动摄像机的前提下，在算法和表示层上通过对已获的的数据有选择性的处理来实现，同时该视觉设备与操作有机联系，从而形成感知/作业循环。

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，提供一种基于主动视觉技术的起重机远程操作用监控设备，其利用主动视觉技术，由摄像设备摄取操作现场图像，并处理获得操作所需关注的关键部位的图像通过显示设备显示，实现远程监控、操作；成本低廉，维护简单，图像简洁、准确，操作效率高，受天气、环境影响小，能够全天候工作。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种基于主动视觉技术的起重机远程操作用监控设备，其中，包括依次连接的用于控制、处理获取仅含关键部位的图像的主控机，能够摄取操作现场图像的摄像设备，以及用于存储视频资料和集装箱资料的服务器，摄像设备与用于显示操作所需关键部位图像的显示设备连接配合。

优化的技术措施还包括：

上述的摄像设备为一台带智能云台的双镜头的主动摄像设备或2台带智能云台的单镜头主动摄像设备。

上述的摄像设备为至少两台能够拍摄操作现场全景图像的被动摄像设备。

上述的摄像设备安装于起重机小车架下的司机室的下方。