自动化识别技术及应用
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自动化识别技术及应用范文第1篇
关键词：火电厂 燃料智能化管理系统 自动化识别技术 构建 应用
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）10-0246-01
燃料管理作为火力发电企业降低生产成本，提高经济效益，抵御市场风险最有效的方式，是提高企业管理水平和管理质量，降低企业燃料成本的重要环节，最近几年，随着市场经济不断发展和进步，提高火电厂燃料管理水平和工作效能就成为人们普遍关注的重点和难点。近些年，为了进一步提高火电厂燃料管理质量，企业对燃料管理系统进行积极地探索，大胆应用先进的管理技术，实现燃料管理的智能化和识别的自动化，火电厂燃料智能化管理水平进一步提升，保证了火电厂能够更好适应新形式的发展。
一、火电厂燃料智能化管理系统构建的重要作用分析
现阶段，我国大部分地区的发电形式依然采用火力发电形式进行供电，但是随着市场竞争压力日趋激烈，火电企业要想实现更好的发展和进步，就需要进一步提升供电质量，降低企业生产成本。进入新世纪以来，我国不断对电力企业进行深化改革，积极应用先进的科学技术设备，将信息技术和自动化技术有效应用到企业燃料管理系统中。实现火电企业燃料管理的智能化和识别的自动化是企业未来发展的趋势，并且在最近几年的建设进程中已经取得了突出的成就，火电厂燃料的科学使用和管理起到很好的促进作用，并有效的提升了企业对燃料管理的能效。而火电厂智能化管理系统对传统火电企业管理方式带来了极大的变革，火电厂智能化管理系统实现了对燃料使用过程中各个环节的智能化、自动化和可视化，确保各项操作能够满足相应的技术要求，在火电厂生产过程中实时反映燃料利用情况，最终实现多燃料资源的规模化和集约化管理，切实提升企业的生产效率和运行质量。
二、火电厂智能化管理系统构建及自动化识别技术的应用
1.总体设计要求
火电厂智能化管理系统构建以及自动化识别技术应用的指导思想是以电厂燃料的实际需求为主要依据，本着实用、可靠、经济和先进的设计原则，确保系统的集成、总体优化和安全可靠，遵循实用性和先进性相结合的原则，最大限度的降低人为因素干扰，实现燃料管理的智能化、自动化、规范化和科学性，并综合应用现代信息技术和科学技术设备实现燃料利用全过程中的自动化和信息化以及无人值班，管理数据自动生成和网络传输等过程。
2.识别系统
首先，汽车的车辆识别系统。来煤车辆入场之前应该办理车辆注册手续，注册成功之后发放RFID无线射频卡，并张贴在车辆前挡处，车辆入厂之前通过这个射频卡能够自动识别车辆信息，系统能够自动做好车辆入厂识别记录，同时汽车司机在入厂值班室选择车辆编号，矿点和燃煤品种、重量等多种信息，系统弹出窗口两次之后，判断该车辆是否发电厂计划容燃煤，对于符合要求的可以放行并做好登记工作，对于不符合条件的应该禁止其进入电厂；其次，火车自动识别系统。火车车辆自动化识别系统和汽车车辆采用的技术完全一致，通过无线射频技术实现对火车车辆基本信息的识别，主要包含了火车编号和车辆重量等内容，通过自动化识别技术能够对火车车厢上编号自动识别，如果发现不符情况，车辆会发出警报，然后由相关工作人员对信息进行最终的确认。当车辆信息确认无误之后，结合入场调度员维护火车矿点、各种煤种的信息，对入厂的火车进行全面登记记录，然后将登记的信息上传到火电厂智能化管理系统的数据库中，对各个入厂车辆进行统一的储存管理；最后，车辆计量后的自动化识别系统。在对车辆进行称重计量过程中，系统会对车辆信息进行自动识别，并联合外部的空气系统实现车辆精准停止定位，通过定位器对车辆进行定位确定车辆是否停车到位，精确停车之后系统会自动计量车辆质量，并自动生成记录，然后将计量数据实时上传到火电厂智能化管理系统中，并通过语音提示系统，对最后的称重质量进行提示。车辆称重完成之后，后拦车器自动抬起，系统会提示车辆称重完成，接下来的就可以下衡了，电厂的显示屏和语音系统会提示车辆将燃煤卸放到就某一个位置。车辆回空计量时，识别系统会自动对车辆编号信息进行自动识别，记录车辆卸货后的重量，然后结合各种信息，计算出燃煤的净重，并自动生成磅单，最后为后续燃料结算的依据。在对汽车进行计量过程中，为了避免车辆出现作弊现象，汽车衡应该采用全新的技术，坚决杜绝车辆作弊因素的影响。
3.全自动制样
在火电厂智能化管理系统中，全自动制样可以分为在线制样和离线制样两种形式，其中在线制样主要包含了采样机、对燃煤进行初级破碎，将破碎的燃煤送入全自动采样机，经过第二次破碎缩分和烘干之后形成全水分煤样、存渣煤样和化验样品，然后对上述样品进行封装，并进行全自动编码。而离线制样主要是针对全自动制样机和采样机相对位置较远的电厂，在进行制样过程中，主要分为气动传输和汽车送样两种形式，其中气动传输主要是利用气动管道传输系统实现对煤样从采样机到制样机的传输，而汽车送样主要是利用电动驱动车辆和次级煤样收集单环进行有效对接，实现了对不同编码的自动化选择和运输。全自动制样机在火电厂智能化管理系统主要能够实现以下几方面功能：首先，实现了对煤样进行自动称重和质量缩分，而火电厂智能化管理系统实现了煤样智能化缩分的实时调整，实现了对同等质量的煤样进行精确的缩分留样，从而有效保证了采样的质量和保准；其次，在对煤样进行烘干过程中主要采用了空气鼓风和红外线干燥技术，其适应性更加广泛，能够很好的适应不同的燃煤品种，在烘干过程中不会对煤样的各个性质产生较大影响；最后，在对煤样进行研过程中主要采用了在线研磨技术，并采用了切割、研钵和震动三种研磨技术，通过真空抽取或者滤网吹送等技术手段将煤样研磨成0.2mm的颗粒，这种研磨技术手段大大提高了燃煤的过筛率，有时过筛率高达100%。
4.智能化管控系统
火电厂智能化管理系统构建和自动化识别技术应用采用了先进的计算机技术和数字化控控制技术，实现了对自动化识别系统煤样输送、管理系统、燃料信息、视频门禁、化验室系统的高效集成，智能化管控系统能够将上述各个系统中的各种数据上传处理，能够对燃料利用和设备运行进行远程监控，并能够对数据进行跟踪和分析。智能化管理控制系统主要体现在设备管理控制，可视化监控和数据分析等几个方面：首先，对设备进行有效管理和控制。主要使用数字化传感器和信息化采集系统，将两者进行有效集成，能够实现将运煤车、采样和制样等各个环节运行情况进行监督和控制，确保监控人员能够及时发现其中存在的异常情况，并通过数控设备对相关设备进行调整和控制；其次，可视化监控。其实做好燃料管理的一个重要环节，其主要是利用摄像头和摄像机监理监控网络，这个网络是由火电厂智能化管理监控中心进行实时控制；最后，数据分析。这方面功能的发挥主要依赖于整个系统计算机技术的先进性，主要应用在电厂车辆调度等方面，其主要通过设计好的模型开展数据分析，将采集的信息以数据形式传输到相应的程序之中，然后计算机系统进行自动化分析，最终形成相应的建议和对策。
5.火电厂智能化管理信息系统
火电厂智能化管理信息系统是整个智能化管理系统的信息源和数据库，也是整个系统的信息中心。信息系统作为系统中一种十分重要的储存空间，将火电厂生产过程中的各种信息储存其中，然后通过数据分析，对企业燃料生产成本，消耗成本，经济效益进行核算，从而为企业制定科学发展对策提供信息支撑。
参考文献
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[6]于军平. 灯房智能化管理系统的应用[J]. 中小企业管理与科技（下旬刊）. 2014（09）
自动化识别技术及应用范文第2篇
关键词：建筑机械自动化；应用技术；发展
中图分类号：F407文献标识码： A
前言
传统的建筑机械虽然可以实现机械化施工，在一定程度上满足上述要求，但仍然是手工操纵，工人劳动强度较大、舒适性较差，劳动生产率也较低，建筑机械自动化技术使建筑施工向安全、高效、省力、优质、舒适方向发展。
一、机械原理与自动化直接关系
1、机械自动化的定义
机械自动化是指机器或者装置通过机械方式实现自动化的控制，是在一种无人为干预的前提下，机械或设置本身自我完成预期的、指定的操作和控制的一个过程。机械自动化也可以称之为机电一体化，在20世纪90年代国际机器与机构理论联合会具体把机电一体化定义为机械设计制造及其自动化基础上的发展。
2、机械自动化的科学技术
机械自动化所运用的科学技术主要是以机械技术和电子技术为主，多门学科辅助，是一门新生的，复杂的新型学科。机械自动化改变了传统机械的发展，使机械业逐步的由机械电器化向自动化转变。机械自动化的设计制造是从系统的观点出发，把各个学科，各种技术相结合，如：机械技术、微电子技术、接口技术等，有机融合的综合性技术，不在是单一的机械技术。机械自动化具有了智能化，区别于机械在功能选择上的要求，更具人性化，是人的感官和头脑的延伸，整个系统更加的优化、可靠。
二、建筑机械自动化应用技术
1、机身位置识别技术
建筑机械位置识别技术是指机械设备具备自动辨识自身所处位置的能力,目前主要采用的方式有内部位置识别方式和外部位置识别方式，内部位置识别方式运用速度传感器和回转式角传感器相互配合，来检测机械行驶的路径数据，然后将测得数据反馈到计算机中心后根据运动和方位的变化，获得设备所处位置数据；而外部识别方式主要是采依赖于在施工现场预先设定的几个位置基准点，通过超声波或电磁波来确定机械设备所处位置的方法。
2、机群协作控制技术
在众多建筑机械设备联合作业现场，要实现自动化，就必须有一套能将各个作业设备包括运输车辆的位置、运行轨迹、工作状态实时监测，并及时反馈到中央控制室，由中央控制室通过计算制定出最优化分配形式，然后形成作业指令传输给各个设备或运输车辆，机械设备或运输车辆接收到作业指令按照指令进行作业的全方位、全过程的控制体统。
3、作业对象识别与评价技术
识别和评价作业对象是建筑机械实现自动化最重要的一个基础功能，没有这个系统的支持将无从谈起机械的作业方式的判断与决策，该技术一般以平面超声波信号感知器为核心器件，可以使机械设备具备实时反馈施工对象的位置、形状、大小及姿态等信息，认识和评价施工对象的能力。比如安装在液压挖掘机铲斗上超声传感器可以识别比如土方、沙石、岩块的形状，从而为后续的作业方式选择提供前提和信息。
4、位置诱导机能
位置诱导机能是机械设备在实施作业过程中按照预先设定好的作业路径进行作业，并以机身位置识别系统的反馈数据为依据，适时的校准或消除与预先设定作业路径误差的闭环控制技术，建筑机械在作业过程中，如果偏离了既定的路径，机械设备启动自动复位功能可以最大限度的恢复到既定路径，该系统可以保证设备在位置、速度、方向上均能够实时的矫正和恢复。
5、安全保障机能
建筑施工一般会动用大量各种类型的施工设备，同时施工场地又有大量的建筑用材和作业器具等障碍物，给建筑设备的施工运行带来一定的困难，为了确保运行中的多台设备之间互不干涉，并协调高效运行就必须引入一套集识别、报警、停止作业、安全域确定的诱导控制机能。
三、建筑机械自动化应用分析
随着科学技术的飞速发展，日前，虽然建筑机械自动化技术在某些方面取得了巨大进步，但由于建筑机械自动化开发和应用的难度比较大，特别是推广工作比较困难。主要体现在:建筑施工的作业条件恶劣，传感器等自动化元件抗污染、抗干扰性能差，使自动化建筑机械可靠性不高，影响了正常使用；建筑施上与机械制造等上业化生产的产业不同，不具备通用性，所以很难开发具有通用性的个自动化的建筑机械；建筑施工工序复杂，难以分解成简单、重复的动作模式，加上控制参数的多样性和影响精度的复杂性，完成一种控制方案的制定和验证需要较长的时间，这大大增加了开发研究的难度。自动化建筑机械可以分为两类:仅作业装置自动化整机自动控制及机群施上系统控制，如硷喷射机器人，隧道挖掘机器人，如图1，高层大楼个自动施工系统。
图1隧道挖掘机器人
对于第一类自动化建筑机械的关键技术在于单项自动化技术，主要是:移动机能一液压传动用的液压比例技术；变频控制技术，变频器(变频调速器的简称，又称交流调速器)是靠改变电源频率、降低电压来调整电机转速的一种机器。它具有提高设备的能效(节能效果显著)、提高自动化控制与检测水平(实现分散使用集中管理)、提高生产率及产品质量、满足新上艺要求等优点；高精度、高速度操作技术；对于第二类自动化建筑机械的关键技术在于综合自动化技术，主要是:遥控技术；传感器技术(视觉、听觉、触觉传感器等)；可靠性技术(耐振、密封、抗干扰性能)；高度判断机能技术(认识、判别学习、适应机能、人上智能等)；导向(定位)技术，地球卫星定位系统GPs等；相关的材料和元件开发技术自动化、机器人化的相关技术和系统技术。
四、建筑机械自动化发展
1、面向施工领域扩展化的建筑自动化
建筑施工正向地下、高空和海洋发展，城市地面留给人类居住和绿化，以保持良好的生态环境，管线（上下水道、煤气管道、电线和电话等）和交通全部或部分转入地下，北、被海和隔开的陆地将用隧道来连通，需要大量各式各样的地下施工机械。沙漠的绿化和利用，需要开发海洋机械；沿海软土基改造和围海造地同样需要开发相应机械。建筑机械自动化具有广阔的领域。
2、面向绿色和安全的建筑机械自动化
建筑业和建筑机械的落后面貌和人类的物质文明显得越来越不相称，建筑工程大大的影响了城市景观，破坏了环境且建筑工程安全事故严重，死亡率在各行业中较高。建筑机械自动化应以人为本，人机工程学第一，要是操作者和看到他的人都满意。
3、面向施工规模巨型化的建筑机械自动化
建筑物的超高、大、中使得施工规模越来越大，包括大型水利工程、超深地下工程、超长隧道、大跨度桥梁等；建筑工程高级化，包括高级精美的建筑物、高级公路、高速列车；同时要实现工程施工高速化。这些都要求建筑机械综合集成自动化。
结束语
世界各国在建筑机械自动化方面开展了大量的科研工作，取得了一些喜人的成果，随着计算机与信息技术的飞速发展，必将推动建筑机械向更加运行高效、操作便捷的高度自动化方向发展。我国的自动化技术依然处于操作的初级阶段，加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。在自动化技术上,我国的数控机床、计算机集成制造系统、柔性制造系统等,尚未实现柔性自动化、知识集成化、智能化,我们只处在单机自动化、刚性自动化的阶段。我国产业结构层次低，目前我国机械制造企业发展很不平衡，并且有很多都达不到现代水准的产业，企业技术落后严重，主要以手工劳动为主，所以说，我国能自行发展机械自动化的企业几乎是没有，因此，必须重视关键技术的应用，提高质量。
参考文献
[1]陈慧荣.海图设计自动化关键技术研究[J].大连海事大学.2011(09)
[2]刘树忠，李艳梅.工程机械自动化的发展技术浅析[J].民营科技，2010，4.
[3]汪世益,方勇,满忠伟.工程机械液压节能技术的现状及发展趋势[J].工程机械,2010,(9).
[4]]皮钧,何刚.工程机械的技术发展动向[J].工程机械,2003,(11).
自动化识别技术及应用范文第3篇
关键词：建筑机械；自动化；关键技术
Abstract： Between the rapid development of modern science and technology, multidisciplinary technique of mutual integration and penetration, greatly promoted the construction machinery changes to automation direction and process of development. This article from the typical examples to point to an area through two construction machinery automation development of the description of the status of construction machinery automation development, as well as the key technology should have, and the direction of development of construction machinery automation is briefly discussed.
Keywords: construction machinery; automation; key technology
中图分类号：TU6
机械制造行业因为机械自动化技术的广泛应用发生了极大的变革，制造方式发生了翻天覆地的变化。所谓机械自动化技术就是在机械制造生产过程中有效运用自动化技术。利用电子集成技术、计算机技术实现人机一体化的计算机集成制造系统，实现对加工对象的连续性生产，以完成有效的自动生产过程，从而快速完成大批量离散工件的生产过程及物资转换速度。机械自动化技术的应用发展水平对我们国家的机械制造业发展有着极大的影响，对国民经济的相关部门技术进步也有着深远影响。
1、建筑机械自动化的应用现状
建筑机械自动化的研究和开发开端与上世纪五六十年代，八十年代后期建筑机械自动化的开发和应用步伐加快。当前来说，在建筑机械领域采用自动化技术的装备主要有：在摊铺机上使用的保证纵向和横线找平的自动调平装置，以及混合料自动供料装置和摊铺层厚度控制与自动调节系统；自动化在推土机上的先进应用主要是电子检测控制系统PIC，它可以实现推土机的自动监控；在液压挖掘机上最新的载荷检测、故障诊断、自动怠速以及工作方式电控功能等，都是自动化系统和理念在建筑机械中应用的典范。以下以自动化在压实机和推土机、挖掘机应用情况为典型，简要说明建筑机械自动化应用的现状。
1.1自动化压路机
压路机是水库大坝的混凝土浇筑施工中所用的主要设备，当前其自动化技术方面已经引入了检测装置、数据处理装置、远程通讯装置和中央控制系统等功能模块，可以实现作业过程中以预设的地面基准点为依据，采用光波距离测算仪和机载自动跟踪仪进行工作位置的测定，然后将测得的位置数据通过通讯模块传输到中央控制系统，该系统可将设备位置信号转换为设备控制指令，以无线通讯的形式调整和校准设备，从而精准的完成一系列大规模的压实作业。
1.2推土机、挖掘机作业的自动化
推土机、挖掘机等建筑土方施工机械的自动化改造会很大程度上提升施工质量和效率土。最早在推土机的铲刀和挖掘机的铲斗上使用的自动化控制装置是1976年研制成功的以开关系统为基准的反馈控制系统，该系统由投光器、感光器和控制系统构成，由于装置本身存在的速度响应问题，最终未能投入实际应用；但随后由日本学者北郁夫研究开发的KOMATSU Laser leveling sustem实现了在推入机作业中车速为5Km/h时，施工平整度误差保持在3cm以内，因此获得了良好的效果。此外液压挖掘机的激光自动掘削系统也是自动化技术在建筑机械领域应用的一个典范，它由日本菊池雄一等人与1992年研制成功，其控制系统图如图1所示。该系统结构上由自动直线加工系统和激光系统两部分组成，其中的激光感光器可以测出作业面的位置，激光系统可以检测出设备的车体高度，然后将测得的综合信息传输给自动掘削系统，系统将该信息和各传感器信号通过综合分析形成为对各电磁比例阀的控制指令，最终实现对各油缸的控制。该系统大大提高了作业精度和施工能力。
2、建筑机械自动化控制的关键技术
在施工过程中,建筑机械的大多都在地形复杂、作业环境恶劣的作业面实施土、石方作业，要实现建筑机械的自动化，首先要在以下这些关键技术上有所探索和突破。
2.1机身位置识别技术
建筑机械位置识别技术是指机械设备具备自动辨识自身所处位置的能力,目前主要采用的方式有内部位置识别方式和外部位置识别方式，内部位置识别方式运用速度传感器和回转式角传感器相互配合，来检测机械行驶的路径数据，然后将测得数据反馈到计算机中心后根据运动和方位的变化，获得设备所处位置数据；而外部识别方式主要是采依赖于在施工现场预先设定的几个位置基准点，通过超声波或电磁波来确定机械设备所处位置的方法。
2.2位置诱导机能
位置诱导机能是机械设备在实施作业过程中按照预先设定好的作业路径进行作业，并以机身位置识别系统的反馈数据为依据，适时的校准或消除与预先设定作业路径误差的闭环控制技术，建筑机械在作业过程中，如果偏离了既定的路径，机械设备启动自动复位功能可以最大限度的恢复到既定路径，该系统可以保证设备在位置、速度、方向上均能够实时的矫正和恢复。
2.3作业对象识别与评价技术
识别和评价作业对象是建筑机械实现自动化最重要的一个基础功能，没有这个系统的支持将无从谈起机械的作业方式的判断与决策，该技术一般以平面超声波信号感知器为核心器件，可以使机械设备具备实时反馈施工对象的位置、形状、大小及姿态等信息，认识和评价施工对象的能力。比如安装在液压挖掘机铲斗上超声传感器可以识别比如土方、沙石、岩块的形状，从而为后续的作业方式选择提供前提和信息。
2.4安全保障机能
建筑施工一般会动用大量各种类型的施工设备，同时施工场地又有大量的建筑用材和作业器具等障碍物，给建筑设备的施工运行带来一定的困难，为了确保运行中的多台设备之间互不干涉，并协调高效运行就必须引入一套集识别、报警、停止作业、安全域确定的诱导控制机能。
2.5机群协作控制技术
在众多建筑机械设备联合作业现场，要实现自动化，就必须有一套能将各个作业设备包括运输车辆的位置、运行轨迹、工作状态实时监测，并及时反馈到中央控制室，由中央控制室通过计算制定出最优化分配形式，然后形成作业指令传输给各个设备或运输车辆，机械设
备或运输车辆接收到作业指令按照指令进行作业的全方位、全过程的控制体统。
3、结束语
近年来，世界各国在建筑机械自动化方面开展了大量的科研工作，取得了一些喜人的成果，随着计算机与信息技术的飞速发展，必将推动建筑机械向更加运行高效、操作便捷的高度自动化方向发展。我国的自动化技术依然处于操作的初级阶段，加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。在自动化技术上,我国的数控机床、计算机集成制造系统、柔性制造系统等,尚未实现柔性自动化、知识集成化、智能化,我们只处在单机自动化、刚性自动化的阶段。我国产业结构层次低，目前我国机械制造企业发展很不平衡，并且有很多都达不到现代水准的产业，企业技术落后严重，主要以手工劳动为主，所以说，我国能自行发展机械自动化的企业几乎是没有，因此，必须重视关键技术的应用，提高质量。
参考文献
郭辉.建筑机械自动化的现状及关键技术[J].机电工程.2001(10)
刘英.建筑机械自动化的关键技术和发展[J].安防科技.2006(02)
自动化识别技术及应用范文第4篇
关键词：集装箱港口；自动定位；起重机吊具
我国的海上丝绸之路计划使得我国的海运的到了极大的发展，而海运本身也是需要很多技术支持的，除了在海上运输的过程中需要极高的航海技术，在船只到达码头后的对船上货物进行装卸也是同样需要技术支持。
近年来，社会经济发展对件杂货码头装卸工艺提出新要求。港口件杂货装卸生产囊括了船舶、货物、设备、场地等多种因素，各因素相互交叉影响。目前件杂货物集装箱化的比例不断提高，而港口件杂货装卸生产却普遍存在自动化水平较低、生产成本高、装卸效率无法满足需求的问题。对于我国社会经济发展前进重要一部分的件杂货码头而言，传统的手动控制抓取集装箱已经极大的影响了生产效率和装卸速度，基于此本文对将图像识别技术引入集装箱抓取自动化，及其优化进行研究与探讨。
1. 港口集装箱起重机吊具的控制方法
随着自动化运输系统的开发及应用，集装箱港口运输环节效率得到极大提升，于是便要求集装箱装卸效率与之相匹配。可是装卸操作作业仍依赖于人工操作。
1.1集装箱装卸工艺及其特点
集b箱运输需要高效配合，适用于大规模生产。作为海陆联运的枢纽，集装箱港口是海上运输和陆上运输的连接点。目前，集装箱码头上所采用的装卸工艺基本有三种，分别是：底盘车方式、跨运车方式、龙门吊方式（亦称场桥方式）。为了装卸的便利，海陆联运的集装箱都采用国际标准集装箱，所以装卸机械要符合国际集装箱的作业规范，要使用集装箱专用机械。
1.2传统的集装箱起重机装卸
港口起重机采用集装箱吊具来装卸集装箱，是集装箱码头作业的主要机械设备。现阶段，集装箱的提升、放置仍需要专业人员在操控室中进行人工操作。
操作室里的控制人员通过操纵设备移动吊具，当移动至集装箱正上方时再放下吊具；在吊具降至箱面时，在确认箱顶面锁孔对准无误后，插入并旋转锁头固定集装箱，即完成吊具锁孔工作。然而，大型港口起重机控制室普遍高达几十米，操作人员主要靠肉眼判断锁孔与锁头的相对位置，如有障碍物遮蔽，并且集装箱的锁孔很小，四个锁头同时固定难度极大，控制人员在操作时难以完成吊具锁孔固定工作，从而导致装卸时间延长，装卸效率降低。即使控制人员对低处的吊运机和叉车进行操控，也难以实现锁头的准确锁孔。
1.3起重机吊具自动化发展现状
经济全球化的发展也带动了集装箱航运业的飞速发展，集装箱船舶的大型化，对装卸的高速化提出新要求。现在已有一些国内外自动化集装箱码头实践的范例。日本名古屋TCB码头水平运输为AGV，堆场设备选择ARTG，并在前沿码头设置岸边集装箱起重机，此外，为实现集装箱箱号和卡车号的自动采集，该码头使用了无线射频识别（FRID）技术及光学字符识别（OCR）技术；德国汉堡港CTA码头的水平运输选用AGV，应用计算机模拟技术对码头进行路径规划设计和设备调度；意大利FATA码头选取起重机-高架桥-立体仓 的模式，使小车运行时的定位更为精确，也减少了装卸次数以及对岸线的占用，上海外高桥集装箱自动化码头采用高效环保型集装箱码头全自动化装卸系统，借助现代港口集装箱物流智能化、数字化管理平台，港口集装箱综合作业效率提高5%一8%，堆场能力比国际上几乎高出一倍。新型岸边集装箱起重机能够提高吊具与船上集装箱对位的准确性，同时采用双梁结构，运用载重小车担负集装箱在水平方向的运输，装卸效率显著提高。
图像识别技术作为人工智能的一个重要部分，随着它的发展，其应用范围也越来越广。光学字符识别（OCR）技术及自动导引车系统（AGV）技术等都涉及到图像识别技术，势必会给港口起重机吊具自动化发展带来新的机会。
2.利用图像技术对集装箱起重机吊具精确定位技术的研究
2.1国内外研究现状
当今的集装箱港口应用了如：RFID技术、GPS技术、自动导引车系统技术AGVS（automated guided vehicle system）、信息管理系统技术、决策支持系统技术、自动场吊ASC技术等新技术。这些新技术的引进，降低了人力资源投入以及港口操作的失误率，实现了港口资源的实时调度，从而提高了整个港口工作效率，增强了港口的竞争力。
集装箱运输的迅速发展是为了能够提高集装箱的自动化信息管理，正因如此大量学者以集装箱为研究对象，采用图像处理方法，进行了许多深入的研究。
（1）以集装箱为对象的图像成像原理的研究
清华大学核能技术研究院的吴志芳等人利用辐射成像原理实现集装箱的检测。张广军主要利用MATLAB进行仿真，对集装箱的破损部位（孔洞）进行了数字图像处理方面的研究。常捷等人研究的是基于图像的集装箱箱号识别，为码头、堆场、海关管理迈向自动化解决了最基本最关键的问题。李如松，何彬，杨杰研究了基于集装箱γ射线检测的图像处理[1]。
（2）集装箱识别与定位的研究
张森、傅圣雪提出了MATLAB平台下的集装箱识别定位的新方法，并结合实际情况采取边步长平移搜索方案，进一步提高了系统速度，满足系统实时性的要求。陈丹研究了关于图像识别系统的集装箱精确定位的图形处理。谢丁龙研究编写上位机与运动控制器的通讯协议，完成了根据实际的集装箱装卸环境设计构造的模拟集装箱装卸系统。武玉升利用单片机基于以太网通讯实现吊桥集装箱装卸的远程定位，司机通过驾驶室内的显示器和语音提示系统，就能实时掌握集装箱的位置。肖洋研究了吊具、集装箱、卡车所构成的装卸系统的集装箱定位[1]。
国外的学者Hee-Joo Yoon，Young_Chul Hwang and Eui-Young Cha提出了基于双目立体视觉系统的集装箱装卸自动化集装箱实时监测与定位，为集装箱自动化装卸提供了更深入的研究。
（3）集装箱自动定位的研究成果转化
三菱重工业株式会社发明了“装卸用起重机中的集装箱位置检测方法及装置、集装箱着地、探放控制方法”专利（专利号：EP1333003A1）。在吊具上安装摄像设备对目标集装箱进行图像采集，该方法通过所采集的图像数据，可以精确的对目标集装箱与吊具的相对位置进行检测。最终，由magic eye（该专利采用的计算机视觉部分）引导吊具定位集装箱。
德国西门子公司SIEMENS AG（DE）的专利（专利号：DE10107048）涉及了一种集装箱起重机装卸方法，也适用于集装箱船舶运输装卸作业。在起重机驾驶室中采用带有监视器的PC机，用过触摸屏操作，根据预先设定的值能使起重机自动定位预期目标[1]。
2.2图像识别技术的基本流程与原理
在实验室模拟试验后，结合画面获取时间、集装箱识别率、计算机计算速度、和装配维护成本多方面因素，最终拟采用双目视觉伺服系统，系统模式为手眼系统（eye-in-hand），是基于图像的视觉伺服系统。
所需摄像机数量为2个，型号为ZBS-002，放置于岸桥吊具对角抓脚处；工业一体式计算机1台。为满足夜间作业，需要在摄像机安装处各加装白炽灯1盏。（如表1）
（1）图像处理的基本流程图（图1）
（2）工作原理
1.驾驶员手动操作岸桥，使抓具移动到集装箱上空。按下“抓取”按钮。
2.摄像头获取图像，以矩形的特征抓取目标。
3.锁定目标后，分别以A、B摄像头作为横、纵轴的基准点，大致判断抓具与集装箱的方位。
4.计算机运作，通过提前输入的算法，计算出抓具所需移动的方向、距离。具体实现方法见下。
5.抓具匀速下降，与此同时计算机持续运算，不断微调抓具位置，直至最后对准集装箱。
6.抓具准确抓取集装箱，驾驶员按下“确认“按钮后，转为手动操作。
7.若出现抓具未能准确抓取的情况，系统提示驾驶员选择“再次对准”或“手动抓取”。
2.3机器人的控制系统系统设计
机器人采用集中式控制，在操控室安放一台微型计算机。在Windows10操作平台下运行Open Source Computer Vision Library（简称opencv），进行图像识别和计算，再将处理后的数据传输至抓具控制系统，抓具控制系统自动操作抓具抓取集装箱，具体包括：①采用摄像头对集装箱进行图像样；②对采集的集装箱图像进行预处理；③进行图像分割，提取待识别物体集装箱；④进行集装箱特征识别，特别是集装箱的顶点特征，为集装箱定位提供基础；⑤进行集装箱定位研究。
具体实现方法：
假设作业人员左侧摄像机为A摄像机，右侧摄像机为B摄像机。
1.A摄像机获取集装箱左侧图片信息后，计算出左抓脚与集装箱的横向（x轴）的距离。B摄像机获取集装箱右侧图片信息后，计算出右抓脚纵向（y轴）的距离。
2.通过相位差算法，抓具每次位移的距离为：抓脚与集装箱相应抓取点差距的一半，位移结束后重复计算位移，直至差距小于3cm。
3.下放抓具，准确抓起集装箱，再由作业人员移动载具。
选用相位差算法的原因如下：
①可以快速确定移动范围。
②能有效减轻抓具因惯性的摇摆，对计算结果的影响。
③所需设备数量少，成本低。
3.结束语
集装箱码头和装卸实际情况复杂、随机性大。关于港口集装箱起重机吊具自动定位技术难题实际上还有很多，但是在这里就不赘述了，如果想实现港口集装箱起重机吊具自动定位技术的真正智能，还是需要高度发达的人工智能机器人的支持。目前这种人工智能还停留在概念阶段，所以要把集装箱起重机吊具自动定位技术进一步智能化，高效化，还有一段很长的路要走。
参考文献
[1] 陈丹.集装箱图像识别与定位系统研究与实现[硕士学位论文].西南交通大学.软件工程.2013.
[2] 王雪.基于机器视觉的港口集装箱卸船定位识别系统[A].中国水运.2015（11）.
[3] 谢丁龙.基于计算机视觉的集装箱定位系统的研究[硕士学位论文].天津：天津科技大学.检测技术与自动化装置.2006.
[4] 杨宇华.集装箱自动化码头发展趋势报告[A].中国工程机械学.2015（06）.
[5] 沈元浩.伸缩式集装箱吊具的现状与发展.武汉交通科技大学.
[6] 杨建勇.现代港口发展的理论与实践研究[博士学位论文].上海海事大学.交通运输规划与管理.2005 .
[7] 张广军.数字图像处理在集装箱检测中的应用研究[硕士学位论文].哈尔滨工业大学.控制科学与工程.2008.
自动化识别技术及应用范文第5篇
【关键词】信息技术 现代物流 条码技术 RFID GPS
一、引言
物流是为了满足客户要求，根据实际需要，通过信息技术、运输存储、供应链管理等功能有机结合起来，将物品从供应地向接收地快速高效的流动过程。现代物流的高速发展离不开信息技术的支持，可以说信息技术是实现现代物流发展和管理的基础，为社会经济发展提供了坚实的技术基础和物质保障。信息技术让现代物流进入了一个崭新的高效时代，同时也使得物流管理变得智能化、自动化和高效化，有效降低了物流的成本，促进了我国经济现代化发展。物流信息技术主要包括条码技术、RFID技术、GPS等技术。可以说，物流信息技术促进了物流业的高速发展。
二、信息技术在现代物流行业中的具体应用
2.1 条码技术
商品条码是现代物流管理的重要技术手段，主要由一组规则排列条、空及其对应字符组成的标记，用以表示一定的信息（中华人民共和国国家标准GB/T 12905-2000，条码术语）。它一般由静空区（即左侧空白区和右侧空白区）、起始码、数据字符、分隔符、校验符和终止符组成。作为物流信息技术的一种，它包括符号表示技术、快速识别技术、条码标识符号的设计、编码技术、计算机管理技术等，它是实现计算机管理和电子数据交换不可缺少的前端数据采集技术，也是最重要的自动识别技术。
条码技术作为物流信息技术之一，是应用最普遍、最成熟的一种技术。它具有唯一性，一个商品项目只有一个条码，一个条码纸标识同一商品项目，商品项目的条码一经确定，永远不会改变，而且条码数字本身及其位置不标识商品的任何特定信息。条码技术拥有采集速度非常快；可靠性高、应用方便；终端设备简单、成本低；鉴别物件，分类物品等特点。因此，在高速发展的物流行业应用前景广阔。
2.2 RFID技术
RFID技术（射频识别技术）是通信技术的一种，它是一种非接触式的自动识别技术，通过无线电信号自动识别特定的目标对象并读取相关数据，完成系统基础数据的自动采集工作，而无需识别系统与特定的目标对象之间建立机械或光学接触[3，4]。RFID技术的发展和应用推广将是自动识别行业的一场技术革命，在物流行业，作为一门高新信息技术，其快速、实时、准确采集的功能特性充分展示出其在物流管理领域巨大的价值。
在物流行业，RFID主要任务是通过信息自动化增加生产力，避免人为错误，提高效率；及时掌握供应链动态资料，实现供应链之完全可视化。加速物流的运送并改善对运送的掌控；减少多余的资料录入，并且提高资料的正确性。RFID技术在物流行业的主要优势有以下几点：生产环节上，主要实现对原材料、零部件、产品在整个生产过程中的识别与跟踪，对原材料和零部件的识别跟踪，可以协调生产线的流水作业，以及材料的供给问题。对产品的识别跟踪，可以控制产品质量，降低生产成本，提高生产效率。存储环节上，RFID技术可以实现货物出入库自动化、简单化，既增强了货物出入库信息的转缺性和快捷性，又节省了作业时间和工人的劳动强度，而且，RFID技术能够快速准确提供现有库存物品的情况，方便管理人员快速准确盘点识别并统计现有库存状况。运输配送环节上，RFID技术可以实现货物在整个运输配送环节的物流跟踪和自动化管理，增加运输配送管理的透明化程度，采用RFID技术能够大大加快运输配送的速度，提高拣选与分发过程的效率与准确率，并能减少人工作业量、降低运输配送成本。
2.3 GPS技术
GPS技术即全球卫星定位系统是一种以空中卫星为基础的高精度无线电导航的定位系统，在全球任何地方以及近地空间能够提供准确的地理位置、车行速度及精确的时间信息[6]。GPS技术自问世以来，就以其高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活吸引了众多用户，尤其在物流行业，不仅能够提供物流配送和动态调度功能，还可以提供货物跟踪、车辆优选、路线优选等功能，加速实现物流业的现代化。
GPS技术对物流运输车辆的状态信息（包括位置、速度、车厢内温度等）以及客户的位置信息快速、准确地反映给物流系统，提高货物的安全性。由特定区域的配送中心统一合理地对该区域内所有车辆做出快速地调度，减少等待时间，加快车辆周转，充分利用运输工具的运能，提前预设车辆信息及精确的抵达时间。大幅提高了物流车辆的利用率，从而减少物流公司的运营成本，提高物流公司的效率和市场竞争能力，同时增强物流配送的适应能力和应变能力。货主可以主动、随时了解到货物的运动状态信息以及货物运达目的地的整个过程，增强物流企业和货主之间的相互信任。
三、总结
本文主要介绍条码技术、RFID技术和GPS技术三大物流信息技术在现代物流行业的应用，物流信息技术的发展极大地推动了现代物流的发展，使现代物流进入到高效时代，同时也使得物流管理变得更加智能化和自动化和高效化，有效的降低了物流企业的运营成本，是促进我国经济现代化的重要基础。
参考文献：
[1]宋华， 胡左浩. 现代物流与供应链管理[M]. 北京： 经济管理出版社， 2001.
[2]朱建华.条码技术在快递物流行业中的应用[J].物流技术.2013（8）：70-74.
[3]谢金龙.条码技术及应用[M].北京.电子工业出版社，2010.
[4]郎为民.射频识别技术原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2006.
