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专利号: 2018105872141
申请人: 四川智动木牛智能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-12-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于视觉的仓储空间识别管理系统,其特征在于:包括仓库信息管理中心、相机、网络交换机和基站,网络交换机与相机、基站连接,基站连接仓库信息管理中心;基站为图像处理工作站;

一个仓库内有N个库位,每一个仓库中的每一个库位安装四个相机,则一个仓库内相机安装总数=N*4;

每个库位就是一个矩形区域,矩形区域的边界画有与地面颜色形成鲜明对比的边界线;边界线在图像处理时作为库位边界识别的一个特征点;

矩形区域有四条边界线,四个边界线对应的中心点正上方各安装一个相机,相机在每条边界的中心点上方,且垂直向下拍摄,相机拍摄的区域划分为有效区域和无效区域;

计算过程如下:

首先通过基站发送一个库位的四个相机的控制信号,经交换机传输到相机,这一库位的四个相机从待机状态转换到工作状态,开始采集库位地面图像,每个相机采集多张图像后停止采集,四个相机的图像信息通过网线经交换机传输到基站,基站负责接收并分开存储四个相机的图像信息;

基站采集到图像后,开始进行图像分析处理;每个相机采集的图像为一组,共4组,对每组图像处理,从中辨别对应库区中剩余可堆货的地面区域,并计算面积。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的仓储空间识别管理系统,其特征在于:网络交换机采用多个交换机级联,一级交换机连接相机,二级交换机连接所有一级交换机,二级交换机再与相机管理与信息处理基站相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉的仓储空间识别管理系统,其特征在于:相机网口输出为百兆,则一级交换机选用百兆网口,二级交换机选用千兆网口,基站配备千兆网口。

4.根据权利要求1所述的一种基于视觉的仓储空间识别管理系统,其特征在于:安装的相机支持以太网通信和POE供电,每个相机通过网线,连接到带POE供电的交换机,交换机利用网线与相机通信,并向相机供电,提供相机的工作能源。

5.根据权利要求1所述的一种基于视觉的仓储空间识别管理系统,其特征在于:每个相机采集20张图像后停止采集。

6.根据权利要求1所述的一种基于视觉的仓储空间识别管理系统,其特征在于:一个库位四个边界线,分别为AB、BC、CD、DA,四个边界线对应的中心点是E、F、G、H,在E、F、G、H四个中心点的正上方高H米处各安装一个高清网络相机,对应相机编号为1、2、3、4;

每个相机在高H米处垂直向下拍摄地面图像,拍摄的地面区域大小大致为库位的大小;

因相机在每条边界的中心点上方,且垂直向下拍摄,库位内能被相机拍摄到的区域大小只占库位区域的一半多一些,而计算时也只计算对应的这一半库位区域,其余部分为此相机的无效拍摄区域。

7.根据权利要求1所述的一种基于视觉的仓储空间识别管理系统,其特征在于:每一组图像处理的具体过程:

(1)相机标定;

(2)矫正图像;

(3)提取库位区域图像;

(4)图像预处理;

(5)RGB颜色空间下的地面区域辨别;

(6)HSV颜色空间下的地面区域辨别;

(7)RGB与HSV两颜色空间下识别的区域合并;

(8)计算面积:由于实际的库位面积与图像中对应像素点组成面的面积对应,计算图像中的区域面积,再与对应的关系系数求积,即可得到实际库位的剩余可堆货面积。

8.根据权利要求1或7所述的一种基于视觉的仓储空间识别管理系统,其特征在于:(1)相机标定

这个标定过程只在初次处理该相机图像时需人工来帮助进行,通过对相机进行标定,获取相机的内参或内外参,矫正其畸变,便于后面图像的畸变矫正处理;

(2)矫正图像

经过一次的相机标定,相机的内参或内外参都已确定好,只需利用所述已确定的相机的内参或内外参,就可以很好的矫正拍摄的图像,如果还存在畸变,可使用一些矫正算法进行适当矫正,减小图像畸变;

(3)提取库位区域图像

图像矫正后,每一幅图像中库位区域的边界对应所在位置几乎保持不变,通过给定图像中坐标点方式,直接可提取库位区域所对应的图像信息;

(4)图像预处理

包括图像滤波处理、彩色图像灰度化、颜色空间转换,为图像分割与目标识别做一些准备;

(5)RGB颜色空间下的地面区域辨别对灰度图像先进行局部自适应阈值分割,这种方法是据像素的邻域块的像素值分布来确定该像素位置上的二值化阈值;然后再进行边缘检测;然后将轮廓与分水岭分割算法相结合,分割出不同的目标区域;

(6)HSV颜色空间下的地面区域辨别在进行地面区域识别前,需要确定地面对应的H、V、S颜色特征值范围,且只在初始时确定一次,以后的地面区域识别可直接利用该颜色特征值范围,不需要重复确定;

此后需要进行地面区域识别的HVS图像中,像素点的H、S、V值在该范围内的区域即为地面图像区域,通过判断像素点的H、V、S值可将地面区域从图像中分离出来;

颜色匹配划分出各个区域后,将不靠近图像边缘的区域删除;

(7)RGB与HSV两颜色空间下识别的区域合并将RGB与HSV两个颜色空间下识别的区域进行图像数据重叠,以或的关系重叠合并到一幅图中,每个颜色空间下的区域都有区域边界,除开图像的边界,另一边取靠近图像边缘的边界线;最后重叠后留下的部分即为该库位区域内剩余可堆货的区域;

计算面积:由于实际的库位面积与图像中对应像素点组成面的面积对应,计算图像中的区域面积,再与对应的关系系数求积,即可得到实际库位的剩余可堆货面积。

9.根据权利要求8所述的一种基于视觉的仓储空间识别管理系统,其特征在于:一个库位的剩余可堆货面积计算完成后,基站再次发送下一个库位的四个相机的控制信号,通过以太网,接收相机的图像数据,并重复一组图像处理过程。

10.根据权利要求9所述的一种基于视觉的仓储空间识别管理系统,其特征在于:直到某基站所连接的库位的面积都计算完成,再进入下一轮采集和计算,其中基站每计算出一个库位的剩余可堆货面积,立即将面积和库位位置数据通过以太网发往仓库管理信息中心和/或将库位拍摄的图像信息上传至仓库信息管理中心,方便管理人员查看;

最终工作人员可通过仓库信息管理中心利用传上来的数据可进行调配仓库的资源,调配物流运输,也可将数据传到互联网上,另一物流中转站可观看数据,与该物流中转站协同调配物流运输业务。