[发明专利]一种高效的集装箱闸口图像采集系统及方法

说明书

本发明公开了一种高效的集装箱闸口图像采集系统及方法，系统包括激光扫描仪、线阵相机和数据处理工控机，其中：所述激光扫描仪安装在龙门架侧上方或顶部；所述线阵相机安装在龙门架的上方与左、右两侧；所述数据处理工控机根据实时接收的激光点云数据判断通道内是否有集卡、以及集卡上集装箱的大小和位置，通过计算生成线阵相机的拍摄控制信号，并将接收到的图像数据拼接成完整的照片。与现有技术相比，本发明的积极效果是：1、不再拘泥于对于被拍摄物表面进行喷涂位感条纹，实现运动物体的实时对准。2、能实时调整相机参数阈值，实现动态调整照片质量。3、能实现对LED补光灯的开关控制，并可实现LED补光灯的功率模式调整。

技术领域

本发明涉及一种集装箱闸口的集卡车及载箱的图像采集系统，用于集装箱码头、场站，以及物流中心的卡口；可实现集卡车通过卡口时，不用停车，就在通过过程中实时采集高清晰度无畸变的整幅集装箱卡车各面图片。

背景技术

随着机器视觉迅速发展，集装箱智能识别系统在自动化集装箱港口的堆场管理和运输物流领域起到了举足轻重的作用。与之对应的瓶颈之一就是图像质量的高清晰度与图像采集速度的要求也日益增高。而线阵相机凭借着可以实现精度高、成像快的拍摄运动物体的能力，越来越被视觉工程师和最终用户所认可。然而线阵相机的使用比较复杂，其拍摄一幅图像需要拍摄多帧进行拼接，就需要对线阵相机与被拍摄物体实时高精度标定，通常线阵相机标有利用三维振动位移测量，激光水平等多种设备共同标定数据的方法，来实现线阵相机拍摄。

现有线阵相机驱动拍摄有两种，其中一种基于三维振动位移测量拍摄，在被拍物体的测量位置粘贴：贴片式位感条纹或者喷涂位感条纹，调整好线阵相机的成像位置，才可进行拍摄，这样对被拍物体要求过高。另一种，需要激光扫描仪的激光节点和线阵相机的镜头节点在同一竖直直线上，而且激光扫描仪需要和线阵相机镜头在同一水平面，导致一个激光只能对一个线阵相机进行标定，安装要求过高，过于死板，不够灵活。

因此现有线阵相机驱动拍摄方式成本高，维护复杂，不利于在集装箱闸口这类环境使用，而且集卡车的行驶速度的不确定，以及车辆与集装箱形状的多样性都影响以上方法的准确应用。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种高效的集装箱闸口图像采集系统及方法，利用线阵相机拍照解决现代港口机器视觉需求图像精度高、速度快的问题；本发明利用激光扫描仪扫描的集卡轮廓点云数据来计算集卡与线阵相机的相关关系，从而准确驱动线阵相机拍摄，解决传统线阵相机拍摄对于拍摄目标或者拍摄安装要求高的问题；同时本发明还能根据集卡车行驶位置控制LED补光灯的补光，可以高效利用设备适应各种光线环境。本发明能实现集卡不停车调整通过的状态下，准确计算集卡车相对位置信息，准确计算集卡实时行驶车速度，准确计算集卡车托架上集装箱相对位置信息，准确计算集卡车托架上集装箱相对于托架的位置信息（前、中、后）；本发明根据集卡车实时速度信息来精确控制线阵相机行频拍照，并可根据线阵相机反馈图像质量信息，实时调整相机参数阈值（曝光频率、宽动态、强光抑制等参数），以及自动控制调整LED补光灯的开关与高亮控制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效的集装箱闸口图像采集系统，包括激光扫描仪、线阵相机和数据处理工控机，其中：所述激光扫描仪安装在龙门架侧上方或顶部，并通过网络线缆与数据处理工控机连接，用于对待识别的闸口集卡通行的通道进行实时扫描，并将扫描获得的激光点云数据发送给数据处理工控机；所述线阵相机为三台，分别安装在龙门架的上方与左、右两侧，三台线阵相机均通过网络线缆与数据处理工控机连接，用于对通道内通过的集卡的顶面和左、右两个侧面进行拍摄，并将拍摄获得的图像数据发送给数据处理工控机；所述数据处理工控机根据实时接收的激光点云数据判断通道内是否有集卡、以及集卡上集装箱的大小和位置，通过计算生成线阵相机的拍摄控制信号，并将接收到的图像数据拼接成完整的照片。

本发明还提供了一种高效的集装箱闸口图像采集方法，包括如下步骤：

步骤一、激光扫描仪持续扫描待识别的闸口集卡通行的通道，并将扫描获得的激光点云数据发送给数据处理工控机；