港口集装箱起重机吊具自动定位技术改进

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1、港口集装箱起重机吊具自动定位技术改进　　摘要：本文拟将图像识别技术引入集装箱码头的装卸过程，通过基于图像识别技术的集装箱识别与定位实现集装箱的自动抓取，快速定位到集装箱的位置，这对于提高集装箱装卸效率，实现装卸自动化，降低操作人员的操作难度，降低吊具锁孔时间，进而提高集装箱装卸效率，具有非常重要的意义关键词：集装箱港口；自动定位；起重机吊具我国的海上丝绸之路计划使得我国的海运的到了极大的发展，而海运本身也是需要很多技术支持的，除了在海上运输的过程中需要极高的航海技术，在船只到达码头后的对船上货物进行装卸也是同样需要技术支持9近年来，社会经济发展对件杂货码头装卸工艺提出新要求。港口件杂货装卸

2、生产囊括了船舶、货物、设备、场地等多种因素，各因素相互交叉影响。目前件杂货物集装箱化的比例不断提高，而港口件杂货装卸生产却普遍存在自动化水平较低、生产成本高、装卸效率无法满足需求的问题。对于我国社会经济发展前进重要一部分的件杂货码头而言，传统的手动控制抓取集装箱已经极大的影响了生产效率和装卸速度，基于此本文对将图像识别技术引入集装箱抓取自动化，及其优化进行研究与探讨1.港口集装箱起重机吊具的控制方法随着自动化运输系统的开发及应用，集装箱港口运输环节效率得到极大提升，于是便要求集装箱装卸效率与之相匹配。可是装卸操作作业仍依赖于人工操作1.1集装箱装卸工艺及其特点集�b箱运输需要高效配合，适用

3、于大规模生产。作为海陆联运的枢纽，集装箱港口是海上运输和陆上运输的连接点。目前，集装箱码头上所采用的装卸工艺基本有三种，分别是：底盘车方式、跨运车方式、龙门吊方式（亦称场桥方式）。为了装卸的便利，海陆联运的集装箱都采用国际标准集装箱，所以装卸机械要符合国际集装箱的作业规范，要使用集装箱专用机械1.2传统的集装箱起重机装卸港口起重机采用集装箱吊具来装卸集装箱，是集装箱码头作业的主要机械设备。现阶段，集装箱的提升、放置仍需要专业人员在操控室中进行人工操作9操作室里的控制人员通过操纵设备移动吊具，当移动至集装箱正上方时再放下吊具；在吊具降至箱面时，在确认箱顶面锁孔对准无误后，插入并旋转锁头固定集

4、装箱，即完成吊具锁孔工作。然而，大型港口起重机控制室普遍高达几十米，操作人员主要靠肉眼判断锁孔与锁头的相对位置，如有障碍物遮蔽，并且集装箱的锁孔很小，四个锁头同时固定难度极大，控制人员在操作时难以完成吊具锁孔固定工作，从而导致装卸时间延长，装卸效率降低。即使控制人员对低处的吊运机和叉车进行操控，也难以实现锁头的准确锁孔1.3起重机吊具自动化发展现状经济全球化的发展也带动了集装箱航运业的飞速发展，集装箱船舶的大型化，对装卸的高速化提出新要求。现在已有一些国内外自动化集装箱码头实践的范例。日本名古屋TCB码头水平运输为AGV，堆场设备选择ARTG，并在前沿码头设置岸边集装箱起重机，此外，为实现

5、集装箱箱号和卡车号的自动采集，该码头使用了无线射频识别（FRID）技术及光学字符识别（OCR）技术；德国汉堡港CTA码头的水平运输选用AGV，应用计算机模拟技术对码头进行路径规划设计和设备调度；意大利FATA码头选取起重机-高架桥-立体仓的模式，使小车运行时的定位更为精确，也减少了装卸次数以及对岸线的占用，上海外高桥集装箱自动化码头采用高效环保型集装箱码头全自动化装卸系统，借助现代港口集装箱物流智能化、数字化管理平台，港口集装箱综合作业效率提高5%一8%，堆场能力比国际上几乎高出一倍。新型岸边集装箱起重机能够提高吊具与船上集装箱对位的准确性，同时采用双梁结构，运用载重小车担负集装箱在水平方

6、向的运输，装卸效率显著提高9图像识别技术作为人工智能的一个重要部分，随着它的发展，其应用范围也越来越广。光学字符识别（OCR）技术及自动导引车系统（AGV）技术等都涉及到图像识别技术，势必会给港口起重机吊具自动化发展带来新的机会2.利用图像技术对集装箱起重机吊具精确定位技术的研究2.1国内外研究现状当今的集装箱港口应用了如：RFID技术、GPS技术、自动导引车系统技术AGVS（automatedguidedvehiclesystem）、信息管理系统技术、决策支持系统技术、自动场吊ASC技术等新技术。这些新技术的引进，降低了人力资源投入以及港口操作的失误率，实现了港口资源的实时调度，从而提高

7、了整个港口工作效率，增强了港口的竞争力集装箱运输的迅速发展是为了能够提高集装箱的自动化信息管理，正因如此大量学者以集装箱为研究对象，采用图像处理方法，进行了许多深入的研究（1）以集装箱为对象的图像成像原理的研究9清华大学核能技术研究院的吴志芳等人利用辐射成像原理实现集装箱的检测。张广军主要利用MATLAB进行仿真，对集装箱的破损部位（孔洞）进行了数字图像处理方面的研究。常捷等人研究的是基于图像的集装箱箱号识别，为码头、堆