計算機圖像識別技術在RTG遠程自動化控制改造中的應用

張俊馮

摘要

RTC遠程自動化控制系統（下文簡稱“RTG系統”）在當今集裝箱碼頭領域的應用愈加廣泛。是以經濟、高效、安全運行為核心的一項自動化控制技術。基于此，本文重點探究計算機圖像識別技術在RTC系統改造中的應用。

【關鍵詞】RTG 系統 改造 應用 必要性

為了能夠保證集裝箱碼頭日常工作中的安全、效率、質量，必須要加強現代化系統的研究工作。RTG系統作為“互聯網+碼頭”的衍生品，能夠有效實現碼頭集裝箱運作的自動化處理形式，加強大車控制性能。

1 圖像識別技術在RTG系統中應用的必要性

RTG也就是輪胎吊，是傳統集裝箱碼頭作業生產中的重要設備。在信息時代下，自動化技術不斷發展，碼頭作業對自動化機械程度要求更高。特別是在近十年，集裝箱碼頭行業對RTG自動化改造展開了多次嘗試，特別是在RTG系統運行中的大車糾偏、定位、防撞等方面，提出了多項研究以及嘗試，但是在識別方面依然有待改進。而應用計算機圖像識別技術，可以實現RTG系統當中智能防撞功能、自動糾偏功能、自動定位功能等，從而為RTG系統運行安全性、可靠性提供了有效技術支持方案。

2 計算機識別技術在RTG系統改造中的應用

2.1 RTC防撞智能預警系統

基于雙目立體視覺的RTG防撞智能預警系統，其內部結構包括傳感器磁采集系統、視頻采集系統、輔助照明系統、出發控制系統、圖像分析系統、上位機通信系統、信息傳輸電纜、電源系統。傳感器系統中包括攝像頭、交換機、線纜、接口;視頻采集控制系統包括控制器、線纜、端口、主機端口（皆為觸發式）;輔助照明系統包括光感器、聲控器;圖像分析系統包括計算機（核心為CPU）以及各類軟硬件系統。

在視頻圖像采集系統當中，每個視頻傳感器中都包含了左右兩顆攝像頭，在同一平面上連接到千兆網GIGE相機當中。相機GIGE端口的可以通過與網線、交換機連接實現相應功能。交換機通過GUGE網線和圖像分析主機相連。觸發端口與另一個觸發控制器端口采用線纜連接，確保相機同時觸發。

視頻采用同步觸發原理，主要是將輸入輸出隔離光電耦合電路、單片機電路、穩壓電源線路、RS232通信電路構成。輸入端直接連接到RTG系統PLC當中，并由PLC統一發出指令，如果向RTG系統發送某個操作指令時，光電耦合電路會將相應的單片機I/O口電平拉低，單片機會結合I/O口電平狀態判定前進方向，一方面能夠改變同步觸發端口確保信號輸出情況，讓傳感器動作獲得相關圖像;另一方面可以通過RS232端口發送顯示數據切換口令，這樣即可在采集信息時切換畫面。同步觸發系統還有一個功能，可以按照照度傳感器信號判定前方光照度，如果光照度不足，則會自動開啟補光燈進行補光，這樣即可確保成像圖片的質量。

在雙攝像頭生成兩張圖像，且具有圖像差時，則程序會根據傳感器安裝高度、角度進行三維仿真模擬，將被攝物體三維空間坐標計算出來。程序會可以有效對進入攝像范圍內的人員、車輛、物體進行檢測、判斷以及自動跟蹤。如果有移動目標進入到攝像范圍區域，可以根據被攝物體大小、速度等判定危險系數。假如判定的進入攝像范圍內物體是危險源，則和PLC連接的RS232端口會自動化發出警報，或停止RTG繼續運作，提醒現場工作人員及時作出反應。

2.2 加強RTG大車糾偏與定位

2.2.1 糾偏

通過設置傳感器，可以自動檢測大車在運行環境的平整度、車體輪胎氣壓、大車梁扭轉、重量不均等因素造成的跑偏問題。輪胎吊可以遠程控制大車運行，并通過預設行駛參數來判定大車是否出現了跑偏問題。設計人員需要事先確定大車行駛路線，并設置導向板，導向板上敷設了3條反光條（反光條中有多個像素點陣）。RTG系統初始化中需要對反光條在攝像頭所占像素大小進行提前設置。此時大車在運行過程中，如果靠近了導向板，此時攝像機中的像素會因為3條白色反光條而增加，此時系統會自動調整電機運行頻率，實現偏差糾正。如果大車距離導向板過遠時，則攝像機中的像素點會減少，系統會也會自動調節主動輪的運行頻率并實現糾偏。由于大車在行駛中可能出現跳動情況，如果反光條數量較少，可能會在行駛中丟失目標，對糾偏不利，所以要保證反光條數量不低于3條，從而確保RTG系統運行穩定性。

2.2.2 大車精準定位

大車行駛到指定位置時，為了能夠精準的進行抓箱、放箱的動作，需要大車能夠精準的找到抓放箱位置，可以采用絕對值編碼器實現準定位功能。雖然很多集裝箱企業采用了格雷姆線可以提高定位精度，但是造價高，需要輔助設備，所以提高了故障點。絕對值編碼器技術安裝困難，再加上大車在行駛可能出現顛簸、滑動，所以數據信息可能會產生偏差，因此可以采用相關技術展開計數清零。而圖像識別技術可以實現大車定位，也就是在碼頭安裝導向板，將定位信息、糾偏信息結合，此時反光條形碼不僅能夠實現糾偏，還能夠實現精準定位功能。

3 結束語

綜上所述，在RTG系統中應用計算機圖像識別技術，可以有效實現集裝箱現場安全報警以及大車糾偏、定位的功能，確保碼頭工作的精度、安全、效率，豐富了RTG系統功能，對碼頭集裝箱行業發展提供了有力的技術支持。

參考文獻

[1]何平.計算機圖像識別技術在RTC遠程自動化控制改造中的應用[J].中國港口，2017（12）：852-853.

[2]袁榮林.基于圖像識別技術的RTG大車自動糾偏[J].港口科技，2017（03）：34-39.