机器视觉系统在物流系统中的应用

　　一、任务
　　当荷载悬挂在起重机上时，不可避免会有一定量的摆动运动，例如，在码头装货时，一阵强风吹袭集装箱。另一方面，这也适用于确切需要高精度的场合，因为否则会造成装货延误，或者甚至会造成损坏。为了确保在这些极端条件下，荷载定位不会持续太长时间而且不会太困难，需要采用新型智能解决方案。在港市鹿特丹，日前，开始启动一个最佳定位系统。在五个新集装箱机架上，摆动调节器负责对集装箱进行高精度定位。
　　二、解决方案
　　该系统由西门子开发，它由一带有集成红外聚光灯以及三件式反射器的SIMATIC VS 710摄像机组成。为了检测荷载摆动角度，摄像机及红外聚光灯都直接安装在小车下面。红外聚光灯把灯光向下投向荷载，因此在摆动区内是最亮的。
　　安装在荷载接收机构上的三件式反射器，始终将灯光直接反射到带有集成摄像机的红外聚光灯。三件式反射器的这种特性也意味着，任何干扰外部灯光（例如港口照明）被直接反射到光源，这样它就不会到达摄像机。使用内置图像处理算法，摄像机确定荷载的角摆动，并将该摆动通过PROFIBUS-DP现场总线传递给摆动调节器。
　　图像处理系统内置于摄像机中，并使
用内插算法。当摄像机到反射器之间的距离在3m～50m范围内时，该系统确保最高分辨率和最高准确度，而且曝光时间短，测量速率高。摄像机内的图像处理系统，在图像区内查找发射器的精确几何形状。这为防止错误识别无关对象提供了极高程度的保证，例如反射式集装箱部件，以及反射器。
　　摄像机的专用保护外壳可容许其在港口环境条件（相对湿度高，含盐分的空气）下操作。在这些条件下，环境温度允许高达45℃。当在凉爽或者有冰冻危险的区域使用时，可提供一台附加加热器，以防止白霜、雪花和凝结水积聚在反射器上。
　　由于来自LED聚光灯的红外射束具有有效的透雾性，而且三件式反射器反射灯光的强度高，因而当可见度不良（可见度降至约80m）时，也可进行操作。在这些条件下，摆动调节器不断进行监测，以查明摄像机是否识别反射器。甚至在悬挂过程中，因一侧强风发生扭绞，或者因起重机上的电缆长度不等而发生扭绞，均可通过合适措施对这种扭绞进行识别，并加以考虑。如果摄像机没有在一可调时间内识别反射器，则这可能表明反射器上有污物。在这种情况下，将向维护人员发出一条要求清洗的报警。如果天气非常恶劣，例如在有雾时，该系统也将告知它将不久无法继续对各种运动进行摆动调节。
　　三、成效
　　使用SIMATIC VS 710进行摆动调节，可在极端环境条件下对甚至最重的荷载也能实现精确定位，从而将装货时间缩至最短。对于在鹿特丹使用的新型集装箱起重机架来说，该技术在能够显著缩短集装箱船在码头所花的时间，并从而显著降低港口税方面，正发挥着积极作用。