港口装卸自动化中机器人视觉引导系统的关键技术研究

丁丽梅

摘要：随着经济的发展港口装卸这一传统行业更加智能化、信息化。通过机器人视觉技术，利用图像采集卡可以很轻松的帮助我们实现港口集装箱和其他物流产品的自动装卸，节约了大量的人力资源成本，本文结合近些年来我国机器人视觉技术在港口装卸自动化装备当中的应用，来研究和探讨机器人视觉技术的原理和应用的前景。能够将机器人视觉技术在港口码头装卸当中由单一的检测，逐步向装备化集成方向进行发展，将人为干扰因素在港口码头装卸机器人装备的工作当中的影响降到最低，逐渐实现更多的自动化，智能化。

关键词：机器人;自动化;图像采集;机械

一、前言

机器人视觉成像技术是近些年来新兴的一门多种行业的交叉学科，在港口装卸自动化设备应用当中机器人视觉技术起到了核心作用，随着经济的发展港口装卸这一传统行业更加智能化、信息化。随着港口码头装卸工作的日益繁重，任务订单量的激增。通过机器人视觉技术，利用图像采集卡可以很轻松的帮助我们实现港口集装箱和其他物流产品的自动装卸，节约了大量的人力资源成本，节约了大量的人力资源成本的同时，可以避免许多安全事故的发生，也可以为企业的经营和发展带来更多的成本价值领域的提升。本文结合近些年来我国机器人视觉技术在港口装卸自动化装备当中的应用，来研究和探讨机器人视觉技术的原理和应用的前景。首先，机器人视觉技术是一个理工学多学科交叉算形成的前沿学科，在这门学科技术当中集中了理学当中的光学，工学当中的电子学、机械工程学、传感器技术和计算机软件编程技术，等多方面的技术成果集合而形成的机器人视觉技术领域。随着机器人视觉技术的不断完善以及港口装卸行业工作量的激增将二者有机的结合起来，使得港口装卸自动化装备提升港口装卸物流的工作效率这一发展趋势成为了必然要求。

二、港口装卸自动化中机器人视觉引导系统的关键技术原理

港口码头装卸机器人的视觉技术工作原理是通过实际的测量，传感器检测到外部设备的实时信息情况来进行控制，将所计算出的逻辑推导结果传射到机器人的CPU当中，CPU向机器人的工作部位发出指令，通过这样一个闭环过程完成视觉技术在码头装卸机器人工作过程当中的使用。传统的机械制造，机械电子技术已经可以很好地服务于港口装卸自动化机器人了，然而新兴的机器人视觉技术可以补充传统机械电子工程设备所带来的短板，在进行港口装卸工作的过程当中使得所抓取的物件更加精准，避免传统机器人技术带来的错误，从而提高了工作效率。

三、港口装卸自动化中机器人视觉引导系统的关键技术组成

港口装卸自动化设备当中的智能机器人是由摄像机光学镜头，待检测的目标、图像采集卡控制机构、计算机和输入输出相关组件，共同来构成的。在工作的过程当中也需要拥有持续的电源，电源位整个机器人提供动力支持，工作过程当中待检测的目标首先通过光学镜头将待检成目标的信息传给摄像机，在摄像机的后面装有图像采集卡，图像采集卡将收集到的信息传给计算机CPU当中进行计算，在计算之后输入到将控制信息输出到控制机构当中，控制机构对抓取的目标进行实际操作。港口装卸机器人光源需要具有稳定性的要求才能够检测出带检错误的各种物理特征，现在通常所选用的一般都是LED主流光源来满足实际工作要求，在选取镜头的时候主要是对焦距有一定的要求，因为镜头的最佳焦点一定能够选择出合适的工作点，从而为计算机CPU的计算提供服务。摄像机的要求并不是很高，在满足基本的图像设置要求时就已经符合我们工作当中的实际需求了，当然如果在满足最基本的摄像清晰度要求的基础上，能够提供更加高超的摄像机清晰度就可以为港口装卸自动化技术当中的机器人视觉应用提供更加有力的技术支撑。

四、港口装卸自动化设备当中机器人视觉技术存在的问题

我国的港口装卸自动化设备当中机器人视觉技术企业和行业管理制度有待健全，因为现在我国机械制造自动化领域的相关行业标准还没有完全确立，甚至國家标准也有许多缺点和不足之处，还没有建立完全统一的管理机制，管理机制是比较混乱的情况，码头装卸型企业的发展水平不断提高，这就要求在更广泛的范围内码头装卸型企业一定要。在行业规章制度和行业准入准则行业，规范标准方面带来更大的努力，进行更规范的更科学高效的质量管理体系才能够合理的进行完善行业制度。

在港口装卸自动化中的机器人领域，环保概念也逐渐为人们所重视，因为我们绝对不能只重视生产，而忽视了绿色环保理念，港口装卸自动化中的机器人需要大量的金属材料，非金属材料，高分子材料和无机非金属材料在整个生产制造领域当中，我们一定要以最小的环境损害为代价来换取更多的经济利益，绝对不能忽视生产制造对环境的影响，这不符合我国一贯提倡的绿色制造，绿色发展主题。此外，港口装卸自动化设备当中机器人视觉技术一定会朝着更加智能化，更加人工智能的方向进行发展，我们可以观察到，近些年来，许多高校均已开设了AI人工智能，港口装卸自动化中的机器人此类专业课，这也正是现阶段人类发展。港口装卸自动化设备当中机器人视觉技术的大势所趋，只有很好的将智能化技术将传统的与传统的港口装卸自动化设备当中机器人视觉技术相结合，才能为人类的发展社会的进步提供更大的支撑，提供更多的人机环境良好的港口装卸自动化中的机器人产品造福人类。

五、港口装卸自动化设备当中机器人视觉技术发展前景

港口装卸自动化设备当中的机器人视觉技术具有广阔的发展前景，因为这项技术越来越受到人们的重视。港口码头运输业是我国经济行业的支柱性产业。虽然只有27年发展历史的机器人视觉技术并不成熟，但是只要我们能够将机器人视觉技术在港口码头装卸当中由单一的检测，逐步向装备化集成方向进行发展，将人为干扰因素在港口码头装卸机器人装备的工作当中的影响降到最低，逐渐实现更多的自动化，智能化，占有比重一定可以实现更大的应用与实用价值。从长远来看港口装卸设备的视觉机器人自动化技术已经成为不可逆转的大势所趋。