中文题名: |
基于监控视图的铁路场站堆场集装箱数量自动计算方法研究 |
姓名: | |
学号: | 1049732002646 |
保密级别: | 公开 |
论文语种: | chi |
学科代码: | 085211 |
学科名称: | 工学 - 工程 - 计算机技术 |
学生类型: | 硕士 |
学校: | 武汉理工大学 |
院系: | |
专业: | |
研究方向: | 港口信息化 |
第一导师姓名: | |
第一导师院系: | |
完成日期: | 2023-03-28 |
答辩日期: | 2023-05-19 |
中文关键词: | |
中文摘要: |
集装箱堆场作为交接保管集装箱的重要场所,其内存放的集装箱数量信息对于堆场的管理以及数据统计工作十分重要。铁路场站堆场相比其它物流堆场而言,周转速度更快,更容易发生作业司机因疏忽而滞后点击作业指令的情况,从而导致集装箱账面数量与堆场内实际数量之间存在误差。等后期发现误差存在时,核查的工作量巨大。为了降低铁路场站集装箱堆场的管理成本,及时发现账面出错的情况,亟需研发一款成本较低、检测性能较好的集装箱数量识别系统。可以实时对堆场内的实际集装箱数量进行反馈,降低后期核查成本,提高铁路场站的工作效率。 为了低成本、高效地解决铁路场站内集装箱数量自动核查问题,本文使用堆场监控设备拍摄的图像(以下简称“监控视图”)实现了一种铁路场站堆场的集装箱数量计算方法,主要研究内容如下: (1)在铁路场站堆场内的监控图像中,实现对集装箱目标的实时检测。首先针对监控视图下的露天铁路场站图像可能存在的包括低照度和局部过曝光问题进行了分析研究,并提出了解决方案。然后对目标检测算法展开了研究,选择采用在速度和精度上都较高的YOLOv7(You Only Look Once)目标检测算法,为了更好的适用于识别集装箱,选择对损失函数进行了替换;在此基础上,针对目标检测过程中可能出现的包括错检以及预测框重叠在内的问题进行了处理。最后设计了实验并分析结果,验证了集装箱检测算法的有效性,为后续集装箱堆存推算算法的设计提供了良好的基础。 (2)构建铁路场站集装箱堆存模型,设计了一种基于监控视图的集装箱堆存自动推算算法(Calculation Algorithm of Container Stockpile Based on Image, CACSBI)。针对集装箱检测算法无法识别到受遮挡集装箱的问题,设计了一种集装箱堆存自动推算算法CACSBI,实现了对铁路场站堆场内集装箱的自动计数。首先根据集装箱在堆场中的堆存形式构建了集装箱堆存模型,并以此模型为基础,结合集装箱预测框信息和堆存规则,计算集装箱所在位置,进而确定了可见集装箱的堆存情况;然后对监控视图下可能存在的遮挡情况进行了分析,并设计了根据可见集装箱推算受遮挡集装箱的方案,进而有效地推导出了堆场内集装箱的实际堆存;最终根据推算流程设计实验,验证了集装箱自动推算算法的有效性和可行性。 (3)设计并实现了一个集装箱数量自动计算系统。为了满足低成本需求,选择采用铁路场站堆场内现有的监控设备,经实验测试,每个监控设备对4排20贝范围内的集装箱检测效果较好。因为随着贝号增大,与监控设备的距离越远,预测结果的置信度就越低。基于此,设计了集装箱计数界面,将预测的实际堆存与集装箱管理系统记录的账面堆存进行对比,将不一致集装箱的位置及当前位置的预测置信度显示在界面上,根据置信度的数值给出相应的核查建议。最后在计数系统界面上设置了集装箱管理系统的跳转按钮,当发现账面堆存信息有误时,可以方便地跳转至管理系统进行修改。该计数系统可以帮助铁路场站的工作人员更好地管理集装箱信息,降低出错成本,在一定程度上提高了铁路场站堆场的作业效率。 综上所述,本文首先对集装箱计数任务进行了深入分析,然后结合实际应用场景的特性,对目标检测算法进行了调整,并在此基础上设计了集装箱堆存推算算法。在自制数据集上的实验表明,该计数系统能够有效地完成监控视图下铁路场站堆场的集装箱计数任务,具有一定的应用价值。 |
参考文献: |
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中图分类号: | TP31 |
条码号: | 002000074408 |
馆藏号: | YD10002604 |
馆藏位置: | 203 |
备注: | 403-西院分馆博硕论文库;203-余家头分馆博硕论文库 |