[发明专利]基于计算机视觉图像处理的港口集装箱起吊安全监测方法

说明书

本发明公开了基于计算机视觉图像处理的港口集装箱起吊安全监测方法。本发明对两个摄像头采集到的数据，用两个线程并行执行，其中对每个摄像头的判断流程如下：1.获取初始化数据；2.根据初始化数据计算参数；3.对图像感兴趣区域运行直线分割检测器LSD，检测直线线段；4.计算集装箱与卡车较为精确的交界位置；5.在交界位置进行标记，获得要跟踪的点集；6.对标记点进行运动目标跟踪；7.触发起吊信号，每一帧给出一个判断结果直到给出最终结果或触发结束信号；8.综合判断。本发明为港口集装箱起吊安全监测提供了实时的、高准确率的有效方法。

技术领域

本发明隶属于计算机视觉、图像处理、工业安全等领域，尤其涉及基于计算机视觉图像处理的港口集装箱起吊安全监测方法。

背景技术

随着计算机视觉与图像处理技术的成熟，这些技术应用在其他领域也越来越广泛，让计算机取代人力，用低成本高效率的技术取代昂贵的技术也成为必然的发展趋势。在人们追求收益的过程中，安全也成为人们一大关注的问题，一旦发生安全事故，损失的可能就不仅仅是金钱收益，因此，为了安全，企业会花大量人力物力来解决各种安全问题，但是低成本高效益往往是不会停止的追求。

在港口集装箱起吊的过程中，卡车往往因为未完全与集装箱脱离而被吊起，这是一个很大的安全隐患。为了防止卡车被吊起，传统的方法在起吊机固定位置安装多个摄像头，由人工监测卡车是否被吊起。然而这种方法的缺陷是需要人力参与，无法实现自动化；避免不了人工的疏忽而造成安全事故；在某些情况下，可能人眼也无法快速准确的判别卡车的安全情况。也有一些企业使用激光等技术来监测卡车的安全状态，但是成本是非常高的。

因此，采用低成本高效率的技术来解决这个安全问题是刻不容缓的。

发明内容

发明目的：解决港口集装箱起吊时，卡车可能被吊起而造成安全事故的的安全问题。技术方案：本发明公开了基于计算机视觉图像处理的港口集装箱起吊安全监测方法，本发明方法是对头部和尾部两个摄像头采集到的数据，用两个线程并行执行，分别判断卡车是否安全，并给出每个摄像头的判断结果，一旦其中一个摄像头给出卡车被吊起的结果，则合并两个摄像头的结果，即认为卡车是不安全的；若两个摄像头均未给出卡车被吊起的结果，则合并两个摄像头的结果，即认为卡车是安全的。

本发明采用两个摄像头采集视频图像数据，对两个摄像头采集的数据，用两个线程并行处理，对于每个线程处理的过程，包括步骤1～步骤8：

步骤1：获取初始化数据，设置监测信号的初始值，监测信号包括起吊信号signal₁、判断信号signal₂和结束信号signal₃；

步骤2：根据初始化数据计算参数，得到感兴趣区域R_lsd；

步骤3：根据初始化参数中给定的摄像头标号，读取对应摄像头的视频流第一帧，进行图像预处理，在感兴趣区域R_lsd内进行LSD直线检测；

步骤4:根据卡车与集装箱的交界位置与LSD直线检测结果，利用最小二乘直线拟合方法得到一条直线方程L，从而得到了用直线方程表示的集装箱与卡车较为精确的交界位置；

步骤5：根据直线方程L与步骤2中求得的参数，对卡车与集装箱进行标记，获得标记点的序列InitMarks；

步骤6：设置判断信号signal₂信号为真利用LK光流

对步骤5中的标记点序列InitMarks进行运动跟踪；

步骤7：给出判断结果：对每一帧判断卡车是否被吊起，若连续5帧图像的判断结果都是被吊起，则给出最终判断结果危险，卡车处于危险起吊状态；若结束信号signal₃被设置为真时，还未给出危险的判断结果，则给出最终判断结果为安全。