集装箱固定锁钮的定位方法及装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910307265.9 (22)申请日 2019.04.17 (71)申请人 上海振华重工(集团)股份有限公司 地址 200125 上海市浦东新区东方路3261 号 (72)发明人 陈锦乾陈宇赵永新许文彬 曹乐阎旭文高雨凯李雄高 陆拥军 (74)专利代理机构 上海华诚知识产权代理有限 公司 31300 代理人 徐颖聪 (51)Int.Cl. B65D 90/00(2006.01) G01B 11/00(2006.01) B25J 11/00(2006.01) (54)发明名。

2、称 集装箱固定锁钮的定位方法及装置 (57)摘要 本发明涉及集装箱固定锁钮的定位方法及 装置， 其中， 定位方法包括以下步骤： 步骤S1， 利 用双目相机获取目标固定锁钮的三维图像； 步骤 S2， 根据所述三维图像确定所述目标固定锁钮在 Y-Z平面上的位置信息； 步骤S3， 利用激光测距机 构获取所述目标固定锁钮在与所述Y-Z平面相垂 直的X轴上的位置信息； 步骤S4， 基于所述目标固 定锁钮在所述Y-Z平面上的位置信息和X轴上的 位置信息确定所述目标固定锁钮的空间三维位 置。 本发明实施例的集装箱固定锁钮的定位方法 提高了整个码头的自动化程度， 进而提高了工作 效率与安全性能。 权利要求书2。

3、页 说明书5页 附图2页 CN 109878926 A 2019.06.14 CN 109878926 A 1.一种集装箱(10)固定锁钮(20)的定位方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 步骤S1， 利用双目相机(30)获取目标固定锁钮(20)的三维图像； 步骤S2， 根据所述三维图像确定所述目标固定锁钮(20)在Y-Z平面上的位置信息； 步骤S3， 利用激光测距机构(40)获取所述目标固定锁钮(20)在与所述Y-Z平面相垂直 的X轴上的位置信息； 步骤S4， 基于所述目标固定锁钮(20)在所述Y-Z平面上的位置信息和X轴上的位置信息 确定所述目标固定锁钮(20)的空间三维位置。 2.根据权。

4、利要求1所述的集装箱(10)固定锁钮(20)的定位方法， 其特征在于， 所述步骤 S2包括： 步骤S21， 对所述三维图像进行处理， 得到优化处理图像； 步骤S22， 基于所述优化处理图像确定所述目标固定锁钮(20)在Y-Z平面上的位置信 息。 3.根据权利要求2所述的集装箱(10)固定锁钮(20)的定位方法， 其特征在于， 所述步骤 S21包括： 步骤S211， 对所述三维图像进行畸变校正； 步骤S212， 对畸变校正后图像进行平滑处理， 得到所述优化处理图像。 4.根据权利要求2所述的集装箱(10)固定锁钮(20)的定位方法， 其特征在于， 还包括如 下步骤： 步骤S5， 将所述目标固定锁。

5、钮(20)的空间三维位置转化为机器人所在的坐标系中的坐 标并提供给所述机器人； 步骤S6， 所述机器人根据所述坐标操作所述目标固定锁钮(20)。 5.根据权利要求4所述的集装箱(10)固定锁钮(20)的定位方法， 其特征在于， 还包括： 步骤S7， 根据所述优化处理图像识别所述目标固定锁钮(20)的型号并提供给所述机器 人， 其中， 所述步骤S6具体包括： 所述机器人根据所述坐标以及所述型号， 操作所述目标固定锁钮(20)。 6.一种集装箱(10)固定锁钮(20)的定位装置， 其特征在于， 包括： 双目相机(30)， 所述双目相机(30)中的两个成像镜头分别沿X轴方向设置， 用于获取目 标固定。

6、锁钮(20)的三维图像； 激光测距机构(40)， 所述激光测距机构(40)用于测定与所述目标固定锁钮(20)之间的 距离； 处理器， 所述处理器用于接收所述三维图像并根据所述三维图像确定所述目标固定锁 钮(20)在Y-Z平面上的位置信息， 且用于根据所述激光测距机构(40)测定的距离确定所述 目标固定锁钮(20)在与所述Y-Z平面相垂直的X轴上的位置信息， 并根据所述目标固定锁钮 (20)在所述Y-Z平面上的位置信息和X轴上的位置信息确定所述目标固定锁钮(20)的空间 三维位置。 7.根据权利要求6所述的集装箱(10)固定锁钮(20)的定位装置， 其特征在于， 所述处理 器包括： 图形处理单元。

7、， 所述图形处理单元用于对所述三维图像进行处理， 得到优化处理图像； 权利要求书 1/2 页 2 CN 109878926 A 2 计算单元， 所述计算单元基于所述优化处理图像确定所述目标固定锁钮在Y-Z平面上 的位置信息。 8.根据权利要求7所述的集装箱(10)固定锁钮(20)的定位装置， 其特征在于， 所述图像 处理单元包括： 畸变校正模块， 用于对所述三维图像进行畸变校正； 平滑处理模块， 用于对畸变校正后图像进行平滑处理， 得到所述优化处理图像。 9.根据权利要求7所述的集装箱(10)固定锁钮(20)的定位装置， 其特征在于， 还包括： 机器人， 所述机器人分别与所述双目相机(30)和。

8、所述激光测距机构(40)电信连接， 其中， 所述计算单元将所述目标固定锁钮(20)的空间三维位置转化为机器人所在的坐 标系中的坐标并提供给所述机器人， 所述机器人根据所述坐标操作所述目标固定锁钮 (20)。 10.根据权利要求9所述的集装箱(10)固定锁钮(20)的定位装置， 其特征在于， 所述计 算单元还用于根据所述优化处理图像识别所述目标固定锁钮(20)的型号并提供给所述机 器人， 所述机器人根据所述坐标以及所述型号， 操作所述目标固定锁钮(20)。 11.根据权利要求6所述的集装箱(10)固定锁钮(20)的定位装置， 其特征在于， 所述双 目相机(30)与所述目标固定锁钮(20)之间的距。

9、离为0.8-3m。 权利要求书 2/2 页 3 CN 109878926 A 3 集装箱固定锁钮的定位方法及装置 技术领域 0001 本发明涉及集装箱固定锁钮的技术领域， 具体涉及一种集装箱固定锁钮的定位方 法及装置。 背景技术 0002 为了确保安全， 防止集装箱在运输过程中滑落和倾覆， 都对其进行有效的绑扎和 固定。 目前集装箱的绑扎都要利用固定锁钮， 但是固定锁钮的存在给集装箱的装卸带来相 当的困难， 大部分码头集装箱固定锁钮的拆装都依靠传统的人工， 不仅对工人的人身安全 有危害， 而且浪费大量人力成本和时间成本。 为了提高工作效率， 减少人身安全危害， 极少 数码头采用激光定位系统， 。

10、但因其自身条件不足， 定位误差较大不能满足要求。 发明内容 0003 为解决上述技术问题， 本发明的一个目的在于提供一种集装箱固定锁钮的定位方 法， 该定位方法提高了整个码头的自动化程度， 进而提高了工作效率与安全性能。 0004 本发明的另一个目的在于提供一种实现上述定位方法的集装箱固定锁钮的定位 装置。 0005 为达到上述目的， 本发明提供如下技术方案： 0006 根据本发明第一方面实施例的集装箱固定锁钮的定位方法， 包括以下步骤： 0007 步骤S1， 利用双目相机获取目标固定锁钮的三维图像； 0008 步骤S2， 根据所述三维图像确定所述目标固定锁钮在Y-Z平面上的位置信息； 000。

11、9 步骤S3， 利用激光测距机构获取所述目标固定锁钮在与所述Y-Z平面相垂直的X轴 上的位置信息； 0010 步骤S4， 基于所述目标固定锁钮在所述Y-Z平面上的位置信息和X轴上的位置信息 确定所述目标固定锁钮的空间三维位置。 0011 优选地， 所述步骤S2包括： 0012 步骤S21， 对所述三维图像进行处理， 得到优化处理图像； 0013 步骤S22， 基于所述优化处理图像确定所述目标固定锁钮在Y-Z平面上的位置信 息。 0014 进一步优选地， 所述步骤S21包括： 0015 步骤S211， 对所述三维图像进行畸变校正； 0016 步骤S212， 对畸变校正后图像进行平滑处理， 得到所。

12、述优化处理图像。 0017 进一步优选地， 所述集装箱固定锁钮的定位方法还包括如下步骤： 0018 步骤S5， 将所述目标固定锁钮的空间三维位置转化为机器人所在的坐标系中的坐 标并提供给所述机器人； 0019 步骤S6， 所述机器人根据所述坐标操作所述目标固定锁钮。 0020 进一步优选地， 所述集装箱固定锁钮的定位方法还包括如下步骤： 说明书 1/5 页 4 CN 109878926 A 4 0021 步骤S7， 根据所述优化处理图像识别所述目标固定锁钮的型号并提供给所述机器 人， 0022 其中， 所述步骤S6具体包括： 0023 所述机器人根据所述坐标以及所述型号， 操作所述目标固定锁钮。

13、。 0024 根据本发明第二方面实施例的集装箱固定锁钮的定位装置， 包括： 0025 双目相机， 所述双目相机中的两个成像镜头分别沿X轴方向设置， 用于获取目标固 定锁钮的三维图像； 0026 激光测距机构， 所述激光测距机构用于测定与所述目标固定锁钮之间的距离； 0027 处理器， 所述处理器用于接收所述三维图像并根据所述三维图像确定所述目标固 定锁钮在Y-Z平面上的位置信息， 且用于根据所述激光测距机构测定的距离确定所述目标 固定锁钮在与所述Y-Z平面相垂直的X轴上的位置信息， 并根据所述目标固定锁钮在所述Y- Z平面上的位置信息和X轴上的位置信息确定所述目标固定锁钮的空间三维位置。 00。

14、28 优选地， 所述处理器包括： 0029 图形处理单元， 所述图形处理单元用于对所述三维图像进行处理， 得到优化处理 图像； 0030 计算单元， 所述计算单元基于所述优化处理图像确定所述目标固定锁钮在Y-Z平 面上的位置信息。 0031 进一步优选地， 所述图像处理单元包括： 0032 畸变校正模块， 用于对所述三维图像进行畸变校正； 0033 平滑处理模块， 用于对畸变校正后图像进行平滑处理， 得到所述优化处理图像。 0034 进一步优选地， 所述集装箱固定锁钮的定位装置还包括： 0035 机器人， 所述机器人分别与所述双目相机和所述激光测距机构电信连接， 0036 其中， 所述计算单元。

15、将所述目标固定锁钮的空间三维位置转化为机器人所在的坐 标系中的坐标并提供给所述机器人， 所述机器人根据所述坐标操作所述目标固定锁钮。 0037 进一步优选地， 所述计算单元还用于根据所述优化处理图像识别所述目标固定锁 钮的型号并提供给所述机器人， 所述机器人根据所述坐标以及所述型号， 操作所述目标固 定锁钮。 0038 优选地， 所述双目相机与所述目标固定锁钮之间的距离为0.8-3m。 0039 本发明的有益效果在于： 分别利用双目相机和激光测距机构获取目标固定锁钮在 Y-Z平面上的位置信息和X轴上的位置信息， 进而确定目标固定锁钮的空间三维位置， 根据 本发明实施例的集装箱固定锁钮的定位方法。

16、及装置， 提高了整个码头的自动化程度， 进而 提高了工作效率与安全性能， 且响应速度快， 价格适中， 利于在生产中得到广泛的应用。 0040 上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施， 以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。 附图说明 0041 图1为本发明实施例的集装箱固定锁钮的定位方法的流程图； 0042 图2为本发明实施例的集装箱固定锁钮的定位装置的俯视图。 说明书 2/5 页 5 CN 109878926 A 5 具体实施方式 0043 下面结合附图和实施例， 对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。 以下实施 例。

17、仅用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。 0044 如图1所示， 根据本发明实施例的集装箱10固定锁钮20的定位方法， 包括以下步 骤： 0045 步骤S1， 利用双目相机30获取目标固定锁钮20的三维图像； 0046 步骤S2， 根据所述三维图像确定所述目标固定锁钮20在Y-Z平面上的位置信息； 0047 根据本发明的一些实施例， 步骤S2包括： 0048 步骤S21， 对所述三维图像进行处理， 得到优化处理图像； 0049 优选地， 步骤S21包括： 0050 步骤S211， 对所述三维图像进行畸变校正； 0051 步骤S212， 对畸变校正后图像进行平滑处理， 得到所述优化处理图像。

18、。 0052 对三维图像进行畸变校正可以是利用图像处理软件对图像进行校正， 消除图形畸 变， 对畸变校正后图像进行平滑处理是指对集装箱10固定锁钮20的锁销附近存在的污损和 锁头存在的锈蚀进行平滑处理。 0053 步骤S22， 基于所述优化处理图像确定所述目标固定锁钮20在Y-Z平面上的位置信 息。 0054 步骤S3， 利用激光测距机构40获取所述目标固定锁钮20在与所述Y-Z平面相垂直 的X轴上的位置信息； 0055 步骤S4， 基于所述目标固定锁钮20在所述Y-Z平面上的位置信息和X轴上的位置信 息确定所述目标固定锁钮20的空间三维位置。 0056 也就是说， 由于目标固定锁钮20在X轴。

19、上的位置偏差较大， 而激光测距机构40是通 过发出的激光直线来获取位置信息， 从而无法利用激光测距机构40获取目标固定锁钮20在 Y轴和Z轴上的位置信息， 因此利用双目相机30获取目标固定锁钮20的三维图像， 利用三角 形相似原理， 进而确定目标固定锁钮20在Y-Z平面上的位置信息， 再利用激光测距机构40获 取目标固定锁钮20在Y-Z平面相垂直的X轴上的位置信息， 并基于目标固定锁钮20在Y-Z平 面上的位置信息和X轴上的位置信息确定目标固定锁钮20的空间三维位置， 从而对集装箱 10固定锁钮20进行定位， 其中双目相机30相对的X-Z平面与激光测距机构40相对的Y-Z平面 相垂直。 005。

20、7 通过分别利用双目相机30和激光测距机构40获取目标固定锁钮20在Y-Z平面上的 位置信息和X轴上的位置信息， 进而确定目标固定锁钮20的空间三维位置， 本发明实施例的 集装箱10固定锁钮20的定位方法， 提高了整个码头的自动化程度， 进而提高了工作效率与 安全性能， 且响应速度快， 价格适中， 利于在生产中得到广泛的应用。 0058 根据本发明的一些实施例， 上述集装箱10固定锁钮20的定位方法， 还包括如下步 骤： 0059 步骤S5， 将所述目标固定锁钮20的空间三维位置转化为机器人所在的坐标系中的 坐标并提供给所述机器人； 0060 步骤S6， 所述机器人根据所述坐标操作所述目标固定。

21、锁钮。 0061 优选地， 集装箱10固定锁钮20的定位方法， 还包括： 说明书 3/5 页 6 CN 109878926 A 6 0062 步骤S7， 根据所述优化处理图像识别所述目标固定锁钮20的型号并提供给所述机 器人， 0063 其中步骤S6具体包括： 所述机器人根据所述坐标以及所述型号， 操作所述目标固 定锁钮20。 0064 其中， 图像处理软件根据优化处理图像的像素分布、 亮度和颜色等信息， 将优化处 理图像转变为数字化信号， 然后图像处理软件对这些数字化信号进行各种运算来抽取目标 特征， 与库存型号对比， 从而判断目标固定锁钮20的型号， 并将判断所得的目标固定锁钮20 的型号。

22、提供给机器人， 机器人装上与目标固定锁钮20的型号相对应的夹具对目标固定锁扭 20进行操作， 从而可进一步利于机器人对集装箱10的固定锁钮20进行解锁， 如果图像处理 软件所得的目标特征与库存型号对比不上， 可人工干预排除误识别， 并将新的固定锁钮20 的型号信息进行储存。 0065 如图2所示， 实现上述集装箱10固定锁钮20的定位方法的集装箱10固定锁钮20的 定位装置， 包括双目相机30、 激光测距机构40和处理器， 其中， 双目相机30中的两个成像镜 头分别沿X轴方向设置， 用于获取目标固定锁钮20的三维图像， 双目相机可以是具有两个成 像镜头的一个相机也可以是分别具有一个成像镜头的两。

23、个相机； 激光测距机构40用于测定 与目标固定锁钮20之间的距离， 激光测距机构40相对的Y-Z平面与双目相机相对的X-Z平面 相垂直； 处理器用于接收三维图像并根据三维图像确定目标固定锁钮20在Y-Z平面上的位 置信息， 且用于根据激光测距机构40测定的距离确定目标固定锁钮20在与所述Y-Z平面相 垂直的X轴上的位置信息， 并根据目标固定锁钮在Y-Z平面上的位置信息和X轴上的位置信 息确定目标固定锁钮20的空间三维位置。 0066 本发明实施例的集装箱10固定锁钮20的定位装置， 提高了整个码头的自动化程 度， 进而提高了工作效率与安全性能， 从而节约了大量的人力成本和时间成本， 保障了工人。

24、 的人身安全， 且响应速度快， 价格适中， 利于在生产中得到广泛的应用。 0067 根据本发明的一些实施例， 处理器包括图形处理单元和计算单元， 其中， 图形处理 单元用于对所述三维图像进行处理， 得到优化处理图像； 计算单元基于优化处理图像确定 目标固定锁钮20在Y-Z平面上的位置信息。 0068 优选地， 图像处理单元包括畸变校正模块和平滑处理模块， 其中， 畸变校正模块用 于对所述三维图像进行畸变校正； 平滑处理模块用于对畸变校正后图像进行平滑处理， 得 到优化处理图像。 0069 根据本发明的一些实施例， 所述集装箱10固定锁钮20的定位装置还包括机器人， 机器人分别与双目相机30和激。

25、光测距机构40电信连接， 其中， 计算单元将目标固定锁钮20 的空间三维位置转化为机器人所在的坐标系中的坐标并提供给所述机器人， 所述机器人根 据所述坐标操作所述目标固定锁钮20。 0070 优选地， 计算单元还用于根据所述优化处理图像识别所述目标固定锁钮20的型号 并提供给所述机器人， 所述机器人根据所述坐标以及所述型号， 操作所述目标固定锁钮20。 0071 根据本发明的一些实施例， 双目相机30与目标固定锁钮20之间的距离为0.8-3m， 便于双目相机30获取到目标固定锁钮20的清晰的三维图像。 0072 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合， 为使描述简洁， 未对上述实 施例中。

26、的各个技术特征所有可能的组合都进行描述， 然而， 只要这些技术特征的组合不存 说明书 4/5 页 7 CN 109878926 A 7 在矛盾， 都应当认为是本说明书记载的范围。 0073 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。 应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员来 说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护 范围。 因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说明书 5/5 页 8 CN 109878926 A 8 图1 说明书附图 1/2 页 9 CN 109878926 A 9 图2 说明书附图 2/2 页 10 CN 109878926 A 10 。