智慧港口是一个典型的 “开放世界”
物料多样性极高:一个港口可能今天运输的是粮食、化肥,明天就变成了矿石、煤炭,后天又是各类集装箱散落的包装材料。物料的颜色、纹理、形态千差万别。
夹杂物来源极其广泛且不可预知:矿山的异物多来自生产环节,而港口的异物可能来自四面八方
智慧港口皮带未知夹杂物预警平台包含几个主要功能,一是夹杂物检测,尤其是未知夹杂物检测;二是与船舶系统对接,获取每一个货船的详细信息;三是针对每一个货船的货物进行检测和统计分析
我们先来看未知夹杂物的检测原理
一、未知夹杂物检测的原理和流程
未知夹杂物检测的技术本质是 “异常检测” 。其核心思路是:为当前运输的“正常物料”建立一个动态的特征基线,任何在视觉特征上显著偏离该基线的区域,都会被判定为疑似异物。 这种方案不依赖大量标注数据,灵活性强,特别适合港口物料的多样性。其主要技术手段包括:
1. 颜色特征分析·
原理:不同物料有其固有的颜色分布特征。例如,铁矿石主要呈深黑、褐色,粮食呈黄色,而化肥可能呈白色。系统会在初始阶段或设定时间段内,学习正常物料的颜色统计直方图或主色调(通常在HSV色彩空间中进行,对光照变化更鲁棒)。·
检测逻辑:当出现颜色与主体物料明显不同的物体时,如黑色煤炭中混入的白色塑料布、黄色玉米中混入的红色编织袋,系统通过计算图像局部区域颜色与整体颜色模型的差异,即可快速定位这些“色差”异常区。
2. 纹理特征分析·
原理:物料表面的纹理是其关键特征。矿石表面粗糙、颗粒感强;粮食表面相对光滑但有均匀的颗粒纹理;而帆布、绳索、塑料薄膜等异物则具有与物料截然不同的纹理模式。
检测逻辑:利用诸如局部二值模式(LBP) 或灰度共生矩阵(GLCM) 等算法提取图像的纹理特征。系统首先学习正常物料的纹理特征分布。当皮带上有异物(如光滑的塑料袋)经过时,该区域的纹理特征会与周围物料的粗糙纹理产生巨大反差,从而被精准捕捉。
3. 局部标准差与统计特征分析
关键技术手段:这是检测异物非常有效的方法,尤其擅长发现结构异常。
原理:正常物料(如一堆矿石或粮食)在局部区域内,像素灰度值会存在一定的、自然的波动,这种波动的幅度可以用局部标准差来度量。例如,矿石堆的图像局部标准差会较高,因为颗粒大小和阴影造成灰度变化大;而一块木板、一张塑料布等异物,其表面通常较为均匀,其所在区域的局部标准差会显著低于周围物料。
检测逻辑:系统采用一个滑动窗口计算图像中每个小区域的灰度标准差,生成一张“标准差图”。然后,通过设定阈值,找出那些标准差异常低(过于均匀)或异常高(与整体纹理不协调)的区域,这些区域即为潜在的异物。
综合检测流程:
步骤一:特征基线建模。在皮带开始运输某一批特定物料时,系统自动采集一段时间的纯净视频流,动态计算出当前物料在颜色、纹理、局部标准差等多个维度的正常范围阈值,建立特征基线。
步骤二:多特征融合实时检测。对实时视频流的每一帧,同步进行颜色差异计算、纹理对比和局部标准差分析。任何一个特征维度的显著异常,或多个维度的轻微异常叠加,都会触发报警机制。
步骤三:动态自适应。系统能够根据物料流的轻微变化(如光照渐变、物料湿度变化)自适应调整特征基线,减少误报,同时保持对突入异物的高度敏感性。
未知夹杂物检测流程如下:
接下来我们看看船舶系统对接信息
二、船舶信息
船舶信息一般包含报关单号、船舶名称、货物原产国、货物品牌、货物卸货开始时间、货物卸完结束时间等信息,通过与船舶系统对接获取相关数据,并对数据进行关联和优化、过滤等操作,最终形成需要的数据集,最后有展示页面显示最新货船信息、现场实时视频、检测出来的夹杂物信息、抓拍的货物照片等,如下所示:
最后把船舶信息与检测出来的夹杂物信息进行关联、列表查询、统计分析等工作
三、查询、统计
首先是可以查询所有船舶信息,列表如下:
在船舶信息列表中统计出每船货物检测出来的夹杂物数量,直观明了的显示出所有船舶的货物质量问题,让领导看得明明白白,如果需要查看某一船的具体信息,点击对应船舶信息即可进入对应船舶的详细信息页面,如下图所示:
系统列出此船的所有夹杂物检测信息和货物抓拍照片,通过告警类型可以查看和过滤需要的信息,通过点击”审核“操作按钮,可以查看告警的详细信息,并可以进行审核工作和通知相关联系人,系统也可以自动发短信和拨打关联电话,如下图所示:
智慧港口皮带未知夹杂物预警平台不仅是一套先进的AI识别系统,还是一套闭环的发现问题、确认问题 、处理问题、上报结果、查询统计的智能化系统。在对接船舶系统的同时,还对接港口云端平台,把各种异常信息及时上报