[发明专利]基于机器视觉的码头岸桥吊具自动着箱系统及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的码头岸桥吊具自动着箱方法，其特征在于：

在小车底部的基准点上设置第一图像获取设备安装，在岸桥大梁的陆侧设置第二图像获取设备，在岸桥大梁的海侧设置第三图像获取设备，在吊具上设置光源；

第一图像获取设备、第二图像获取设备、第三图像获取设备均连接至图像处理模块及控制器；

所述控制器利用第一图像获取设备标定吊具的坐标系，并获得吊具的控制点坐标，利用第二图像获取设备、第三图像获取设备标定集装箱的坐标系，利用所述图像处理模块识别集装箱的轮廓，并进一步获取集装箱的控制点坐标；

所述控制器根据吊具的控制点坐标和集装箱的控制点坐标控制小车平移及旋转；

吊具大车或者小车方向微动；

转操作台最终确定对箱操作。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的码头岸桥吊具自动着箱方法，其特征在于：

所述第一图像获取设备、第二图像获取设备、第三图像获取设备为摄像机；

所述光源为红外灯，数量为三个；

所述吊具上安装有红外灯支架，所述红外灯朝上安装于所述红外灯支架上。

3.如权利要求2所述的基于机器视觉的码头岸桥吊具自动着箱方法，其特征在于：

第一图像获取设备采集吊具上的三个光源信息，通过图像处理模块计算出光源在相机中的坐标，利用相机的标定参数和三个灯的空间位置关系计算出三个灯在相机中的坐标；

控制器在吊具上选取左右两个控制点，根据控制点到灯的距离计算出控制点的空间坐标，根据相机和基准点坐标系之间的关系得到吊具在基准点坐标系中的位置和姿态，然后根据吊具的机械结构和红外灯的坐标，标定离吊具中心等距离的左控制点(x₁,y₁,z₁)和右控制点(x₁',y₁',z₁')坐标。

4.如权利要求3所述的基于机器视觉的码头岸桥吊具自动着箱方法，其特征在于，集装箱坐标系的标定方法为：

设定沿岸桥起重机大车轨道为X轴，沿小车轨道为Y轴，垂直地面方向为Z轴；

将吊具在归零自然状态下抓集装箱放到地面；

利用摄像头识别出集装箱的上表面，求出集装箱上表面的法向量，然后根据旋转角度反补偿进去；

利用集装箱计算出长边方向的斜率为K1，利用测量工具测量出的集装箱长边方向斜率为K2，坐标系绕Z轴的旋转角度为A＝K1-K2。

5.如权利要求4所述的基于机器视觉的码头岸桥吊具自动着箱方法，其特征在于：

控制器通过第一图像获取设备识别集装箱的轮廓，提取集装箱箱角点坐标，根据吊具的坐标系进行坐标平移，再计算目标箱子左控制点(x₂,y₂,z₂)和右控制点(x₂',y₂',z₂')坐标。

6.如权利要求5所述的基于机器视觉的码头岸桥吊具自动着箱方法，其特征在于：

控制器将吊具控制点坐标和集装箱控制点坐标进行比较，若小车方向|y₁+y₁'-y₂-y₂'|/2>60mm，则对小车进行整体平移。

7.如权利要求5所述的基于机器视觉的码头岸桥吊具自动着箱方法，其特征在于：

控制器将吊具控制点坐标和集装箱控制点坐标进行比较，如果小车方向|(x₁'-x₂')-(x₁-x₂)|/2>50mm或者|(y₁'-y₂')+(y₁-y₂)|/2>50mm，则吊具大车方向前后移动或者小车方向左右旋油缸。