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集成六大场景融合机器视觉和边缘计算实现集装箱识别全覆盖

2023-02-01 15:00  来源:海大咪啰 港口科技


集装箱码头识别系统是一套集成机器视觉、人工智能、视频识别、信号处理等技术的算法服务系统。功能覆盖了码头集装箱识别的各个业务环节,以较小的成本投入,优化理货工艺和码头自动确认流程,减少操作环节,降低人工成本,实现了集装箱码头作业由感知人工智能全面覆盖替换现场识别和人工作业。

集装箱码头机器视觉识别系统融合机器视觉前沿技术、边缘计算、目标检测、OCR文字识别、语义分割,实现包含码头作业场景中车号识别、集装箱箱号识别、箱门识别、铅封识别、危险品识别和集装箱验残等功能。建立容器化服务模式,支持云部署、服务器部署、边缘端部署等多种部署方式,降低对网络依赖,同时支持实时视频流采集和识别。

集装箱码头识别系统集成码头集装箱识别六大业务场景,实现集装箱识别全覆盖。上海海事大学咪啰信息科技有限公司(简称海大咪啰)研发终端产品——咪啰智盒,支持按需配置码头集装箱识别服务模块,提供定制化智盒产品,客户即插即用,自动配置服务,方便快捷。

1.道口箱号识别

道口箱号识别用于在道口不同位置对行进中的集卡进行拍摄,对拍摄的集装箱图片进行识别,系统基于视频流进行识别,定期直接到摄像头采样图片,对图片中的箱号进行识别,实时获取识别结果,已达到较高准确率,综合识别率已达到99%以上。具备如下功能和优势:

(1)多种复杂天气识别。考虑到道口24小时作业的情况,支持识别各种雨、雪等天气条件,以及夜间光线不足的情况,涵盖道口各种可能情况,逐一分析识别失败原因,做到人眼看得清的箱号都能识别;(2)完善的结果校验。通过11位箱号中校验位校验和视频流多次连续识别结果进行校验,确保每次识别结果准确无误;(3)支持污损优化、形变优化。对于箱号模糊、污损、形变的情况,研发定位算法,有效提升文字倾斜情况思维识别准确率。

2.集卡车号识别

集卡车号识别用于道口外集卡车号识别,系统基于视频流和触发器采样两种方式进行识别,在视频流模式中,系统将定期到摄像头采样图片进行识别并将结果返回客户端,识别准确率已达到99%以上。具备如下功能和优势:

(1)支持夜间图片优化。针对车号图片光照不足、对比度差、亮度低等难识别情况,自研图片增强算法,对于难以识别的图片,自动进行图片增强,达到与白天正常情况相同的效果,大幅提升夜间识别准确率;(2)支持数据增广。对于集卡车号旁边可能存在危险品等牌照干扰识别,研发图片生成算法,准确识别车号。

3.危险品标志识别

在道口作业中,越早识别出包含危险品标志的集装箱同时对作业人员进行提醒,越能有效规避各类潜在风险。针对道口环境下由于摄像头角度限制导致危险品标志和箱体色差不明显、危标压缩、形变等情况,研发了危险品标志识别系统,识别效果突出。综合测试结果,水平拍摄角度检出率可达98%,误报率低于4%。对于拍摄角度问题形变较为严重的图片,综合识别率能够达到87%,误报率低于7%。

4.箱门识别

箱门识别用于区分出集装箱不同面的类型以及集装箱与背景的像素分类,研发的集装箱三维定位算法,实现集装箱不同面坐标的像素级别分类。并且通过此步骤,可以有效识别出箱门侧,同时大幅提升铅封识别、集装箱验残的准确率。水平拍摄箱门侧识别准确率可达99%以上,倾斜俯拍识别准确率可达95%以上。

5.铅封识别

铅封识别根据拍摄照片,准确实时地识别出集装箱的铅封类别,满足铅封识别的实时性要求。研发一套铅封识别算法,基于箱门识别的基础,对箱门铅封进行定位标记,识别速度较高,识别准确率普遍达到90%以上。

6.集装箱残损识别

集装箱残损识别用于识别集装箱损坏问题,研发的定制化算法将有效过滤非箱顶区域因素干扰,支持箱顶洞、划痕、生锈、形变、凹陷等残损情况识别,统一箱残损评价标准,箱残损有效检出率可达98%以上,误报率低于20%。

针对集装箱码头识别场景需求,融合机器视觉和边缘计算前沿技术,研发构建集装箱码头识别系统,系统地提出六大码头集装箱识别解决方案,包含道口箱号识别、集卡车号识别、危险品标志识别、箱门识别、铅封识别、集装箱残损识别,并研发咪啰智盒,支持客户按需配置码头集装箱识别服务模块。该系统在多个大型集装箱码头得到广泛应用,码头集装箱识别准确率普遍达到较高水准,能够有效地解决不同类型码头的集装箱识别需求,提高码头的行业竞争力。

目前机器视觉识别算法和边缘硬件已经应用于上海港(全部集装箱码头)、武汉、芜湖、九江、南通等集装箱码头的智能理货,智能道口,危险品安全监管,智能巡检等,年识别箱量超过一亿箱。未来也将融入更多功能和业务场景,持续优化集装箱码头识别系统功能,通过统一码头集装箱拍摄规范,确立不同集装箱识别规范,明确不同类型集装箱的识别标准,有效收集大规模图片进行人工标注和模型训练,根据测试数据不断进行系统版本更新,持续迭代系统性能,提高识别的准确率和识别速度。

海大咪啰集装箱码头识别系统取得的进展具有行业性的突破意义,处于行业前沿水准,并且不断在实际生产环境推广中优化改进,以期进一步提高集装箱识别率,实现系统从好用到卓越的进化。海大咪啰始终秉持为智慧港口赋能的发展理念,不断助力美好智能港口建设!

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