摘 要

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和目的 1

1.2国内外研究现状 1

1.3研究内容 3

第2章 集装箱箱号识别系统的系统设计 4

2.1 箱号识别系统总体设计 4

2.2 设计平台 6

2.3图像预处理 7

2.4本章小结 9

第3章 箱号定位与字符分割的实现 10

3.1边缘检测算法 10

3.2 阈值化处理 13

3.3 形态学处理 14

3.4 连通域分析 16

3.5 字符分割结果分析 17

3.6 本章小结 18

第4章 箱号识别的实现 19

4.1匹配流程简介 19

4.2 识别预处理 19

4.3 模板匹配 20

4.4 测试结果分析 21

第5章 结论 23

5.1 论文成果及意义 23

5.2 系统改进展望 23

参考文献 24

致谢 25

摘要

集装箱是现代航运的重要运载工具。港口码头的集装箱进出登记比较复杂，依靠人工识别和记载常常会造成错误和误判，且工作效率低下。为了提高港口码头集装箱的管理效率，本文介绍了一种集装箱箱号识别系统。该系统基于Visual Studio平台和OpenCV视觉库，针对堆场闸口工业摄像机获取的集装箱图像，首先进行一系列的操作处理，将图像中的标识符提取出来。然后通过预处理和滤波技术，有效地去除图片中的干扰噪声；通过图像分割和边缘检测算法，准确地定位出标识符区域；通过阈值化处理将图像转变为二值图；采用投影分割和模板匹配的方法对单个字符进行箱号识别。

论文通过对大量图片特性的分析，并结合工作场地灯光等因素，针对不同处理阶段尝试不同的算法，通过对识别结果的对比分析，得到了一套集装箱箱号识别系统方案。通过实景照片测试实验，系统识别率满足设计要求。

整套系统结合码头的工作环境，使用港口码头拥有的计算机和摄像头，对集装箱进行监控和箱号的识别，并录入数据。系统成本低，无需集装箱停车拍摄，极大地提高了港口码头集装箱堆场的管理效率，同时解决了使用射频（RFID）方法成本过高的难题。

关键词：集装箱;箱号识别;图像处理;字符定位;字符分割

Abstract

The containers are very important transport tool in modern shipping industry. Especially in port and pier, where the input and output registers from container are very complicated. In the past, all the work was relied on worker’s eyes and registration. So, many wrong numbers and serious mistakes can’t be avoided. In this paper, we have introduced a container codes recognition system that can improve the management efficiency in the port. The system which is based on Visual Studio and OpenCV, extracts the image by industrial camera. After the input of picture, the system using a series of digital image processing technology to extract the code. According to the image preprocessing and spatial filter, we can eliminate the image noise. According to the thresholding processing, we can turn the image into binary image. Finally, the system using template matching and feature matching to identify the single characters. After that, the recognition rate of the system can meet the requirements.

Through a lot of analysis of the picture and combine with the factor of work place. We find that different algorithms have their own advantages and disadvantages. Finally, through comparison and practical results, we get a set of systems with higher recognition rates.

The whole system combined the working environment of the terminal and using the computer camera of port. The system doesn’t need a lot of cost, but it can efficacious improve the management of the port. At the same time, it can solve the problem of RFID which need high cost.

Keywords: Container；Container number identification；Image preprocessing；The location of codes；The separate of codes.

第1章 绪论

1.1 研究背景和目的

集装箱是现代航运中的重要运载工具，在港口物流管理和运输领域都有十分重要的作用。随着航运业的快速发展，港口集装箱的数量与种类都在快速增加。一方面，进出口管理对集装箱内的货物种类有着严格的要求，需要通过对箱型的区分来判断货物种类。另一方面，货物到达的准点率也会影响装卸货物的时间。因此需要通过加强港口自动化操作程度，从而提高集装箱进出港口的效率。

作为集装箱的唯一标识符，集装箱的箱号成为了实现管理的主要对象。目前我国许多港口和码头都已经建立了比较完善的计算机管理系统。但是对于一些海港闸口、集装箱的起吊机器和货物桥吊等场合，还是使用的人眼识别箱号。采用人眼对箱号进行识别往往会造成较大的误差和错误，效率低而且浪费人力，对系统产生了很大的负担。少数码头为了解决这个问题采用了射频识别(RFID)的方式。这种方式是在集装箱上贴上了电子标签，当装有集装箱的车辆通过时，可以检测到集装箱的型号以及车辆的速度。但是这种给每个集装箱都贴上电子标签的方法成本过大，在大型的海港无法实现。

本文所述的系统是一种集装箱箱号识别系统。通过工业照相机的图像采集和数字图像技术处理，可以将集装箱的箱号信息进行自动录入和识别，避免了人工识别的弊端，从而提高港口运输的效率。

1.2国内外研究现状

在国际上运输行业，集装箱箱号的标准由国际标准化组织（ISO）所规定，集装箱的规格共有13种，规格类型由4位字母组成。集装箱箱号由11位编码（数字和字母）编成，共包括三个部分。第一部分由4为英文字母组成，主要用于注释集装箱的公司和经营人。第二部分为6位的数字，是箱体注册码。第三部分是一个数字的校验码，用于校验注册码与经营主是否是匹配的。如图1.1所示为现场所拍摄集装箱箱号图片。