[发明专利]基于三维视觉的堆场防碰撞系统

权利要求书

1.基于三维视觉的堆场防碰撞系统，包括两组相机阵列(1)、工控设备(2)、场桥吊(3)和人工智能控制器，其特征在于，所述相机阵列(1)设置于场桥吊(3)的顶部，场桥吊(3)内设置有电气房，工控设备(2)安装于电气房内，人工智能控制器与两组相机阵列(1)连接，所述电气房内设置有场桥吊PLC，工控设备(2)与场桥吊PLC连接，相机阵列(1)采用的相机是数字摄像机，数字摄像机用于不断向下拍摄集装箱堆场内的堆垛，并将拍摄的多视图高清照片组发送至人工智能控制器，所述人工智能控制器用于将照片组进行高精度数字三维重建，生成整个下方堆场的电子虚拟地图，而后对电子虚拟地图进行吊具负载路径规划，从而生成吊具和小车的控制参数。

2.根据权利要求1所述的基于三维视觉的堆场防碰撞系统，其特征在于，所述高精度数字三维重建过程如下：首先使用深度卷积神经网络实例分割算法，识别集装箱的边角作为特征点，并获得每个特征点的实例标签号，然后对于每两幅图片中，标签号相同的特征点，即为拍摄到的同一个集装箱的同一个边角特征，从而组成配对点，接着对配对点运用无基线约束的最优化计算，迭代计算得到本征矩阵，再使用此本征矩阵将每两幅二维图像转换成一片带纹理的三维点云，由于上述配对点不仅用于立体视图三维重建，完成了整个集装箱堆场的电子虚拟地图生成。

3.根据权利要求1所述的基于三维视觉的堆场防碰撞系统，其特征在于，所述吊具负载路径规划过程如下：首先使用模式识别算法，得到下方集装箱各个边角的坐标，作为控制点列，然后使用最优化方法，计算一条高于所有控制点，而长度尽可能短的平面抛物线方程，最后将抛物线高于吊具极限上升高度的部分剪除，使用水平直线段替代，得到最终的不会碰撞堆垛而运行时间比较低的，吊具负载运动轨迹。