開篇:震撼的洋山港四期
2017年12月10日,上海洋山深水港四期自動(dòng)化碼頭開港試生產(chǎn)。
洋山深水港區(qū)四期工程集裝箱碼頭岸線長(zhǎng)2350米,擁有7個(gè)5~7萬噸級(jí)集裝箱泊位。
諾大的碼頭裝卸現(xiàn)場(chǎng)只看到橋吊、軌道吊和自動(dòng)引導(dǎo)車(AGV)在忙碌。運(yùn)輸車來來往往,集裝箱起起落落,可這年吞吐量400萬標(biāo)箱的港口內(nèi)竟空無一人。
洋山港四期就像是我們?cè)?jīng)想象中的未來世界,從碼頭到堆場(chǎng)的整個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)中,除了岸橋主小車和路側(cè)軌道吊采用自動(dòng)化+人工遠(yuǎn)程操控外,其它作業(yè)過程均為全自動(dòng)化作業(yè)模式。
管理區(qū)的中控室是整個(gè)自動(dòng)化碼頭的大腦。
工作人員通過人機(jī)交互界面監(jiān)控整個(gè)碼頭的作業(yè)進(jìn)程。由上港集團(tuán)自主研發(fā)的全自動(dòng)化碼頭智能生產(chǎn)管理控制系統(tǒng):TOS,覆蓋了自動(dòng)化碼頭全部的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié),并與上海港的各大數(shù)據(jù)信息平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接。
穿梭在碼頭中的AGV,依靠地下埋藏的61483個(gè)磁釘,實(shí)現(xiàn)精密而精確的定位,并根據(jù)實(shí)時(shí)裝載需要和路況選擇經(jīng)濟(jì)的路線。
這座自動(dòng)化碼頭在勞動(dòng)力成本降低了70%的同時(shí),工作效率卻比以前提升了30%。不僅如此,橋吊、軌道吊、AGV均采用電力驅(qū)動(dòng),使得整個(gè)碼頭成為了一個(gè)零排放綠色碼頭。
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中篇:自動(dòng)化集裝箱碼頭裝卸系統(tǒng)
洋山四期工程采用世界先進(jìn)的自動(dòng)化集裝箱裝卸工藝,碼頭裝卸采用雙40’雙小車岸橋,水平運(yùn)輸采用提升式AGV,堆場(chǎng)裝卸采用帶懸臂和無懸臂兩種形式的軌道吊。
典型的裝卸流程包括:卸船流程、裝船流程、堆場(chǎng)接力、集卡交換區(qū)裝卸、互拖集卡裝卸、冷藏箱裝卸、特殊箱裝卸、軌道吊邊進(jìn)邊出流程、岸橋邊裝邊卸流程等。
岸橋邊裝邊卸流程
岸橋?qū)⒓b箱吊到AGV上
門架小車運(yùn)行到相鄰車道
從AGV上吊起集裝箱
門架小車將集裝箱放到中轉(zhuǎn)平臺(tái)上
主小車吊起集裝箱裝船,卸船同時(shí)裝船流程完成
高潮:基于深度學(xué)習(xí)的集裝箱自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)
那么,在岸橋卸船、裝船或是邊裝邊卸的流程中,在沒有人工的干預(yù)下,如何自動(dòng)識(shí)別這一集裝箱號(hào),得知它從哪里來,需要運(yùn)往哪里,又應(yīng)該堆放在哪里,從而發(fā)送指令給到AGV或者主小車呢?
識(shí)別集裝箱號(hào)的秘密就藏在與它相連的人工智能邊緣計(jì)算平臺(tái)中。
門架小車在將集裝箱卸至AGV或?qū)⒓b箱從AGV吊至中轉(zhuǎn)平臺(tái)時(shí),兩邊的攝像頭會(huì)拍下箱側(cè)的照片,然后上傳到其所連接的邊緣計(jì)算平臺(tái)中。
基于深度學(xué)習(xí)的邊緣計(jì)算平臺(tái)自動(dòng)識(shí)別集裝箱號(hào),并與中心服務(wù)器進(jìn)行通訊,獲取這一編碼背后的貨物信息,從而得知這一集裝箱去往哪里,應(yīng)堆放在哪里,并將結(jié)果發(fā)送給AGV或主小車。
而這臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)集裝箱自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的邊緣計(jì)算平臺(tái),就是宸曜的Nuvo-7160GC。
要在碼頭這樣的環(huán)境下進(jìn)行高速作業(yè),完成集裝箱的自動(dòng)識(shí)別,上港集團(tuán)對(duì)這一項(xiàng)目提出了一些核心需求。
在處理器和內(nèi)存方面要求:Intel 6th以上CPU,8G以上RAM,256G以上SSD;
Nuvo-7160GC搭載第八代英特爾? Coffee Lake酷睿? 35W/65WLGA1151 CPU,擁有出色的運(yùn)算能力。
接口方面要求:3 x GbE,可接彩色Camera;
Nuvo-7160GC支持多達(dá)六個(gè)GigE端口并支持9.5KB巨幀。
通訊要求:1 x GbE,用于和中心服務(wù)器通訊;
Nuvo-7160GC可通過擴(kuò)展盒提供1個(gè)3代PCIe x16插槽,16-lanesPCIe信號(hào)。
圖形處理能力需求:RTX 1660Ti,基于深度學(xué)習(xí)的集裝箱自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng);
Nuvo-7160GC支持高達(dá)120W TDP的 NVIDIA? GPU圖像顯卡,可提供 4-6 TFLOPS 的電腦推演運(yùn)算能力,為邊緣計(jì)算而設(shè)計(jì)。
?環(huán)境需求:需要運(yùn)行在高溫高濕有鹽堿的惡劣環(huán)境,并要有一定抗震能力;
Nuvo-7160GC采用的散熱設(shè)計(jì),真正實(shí)現(xiàn)-25℃至60℃的寬溫度范圍操作,濕度可以達(dá)到10%~90% , 無凝露;而在運(yùn)行狀態(tài)中,它的抗振動(dòng)和抗沖擊能力均通過了MIL-STD-810(環(huán)境工程考察和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試)。
再來說說深度學(xué)習(xí)在視覺檢測(cè)中的應(yīng)用。
傳統(tǒng)的AOI、ROI、OCR大多基于模板匹配,對(duì)于有視野有偏差、遮擋、畸變、噪聲、模糊等場(chǎng)景,束手無策。
集裝箱側(cè)面的集裝箱碼受到環(huán)境、字體、角度、表面凹凸、及很多不可控的因素影響,依靠傳統(tǒng)的模板匹配并不能作出良好的判斷,而基于深度學(xué)習(xí)的算法可以容忍偏差和不可預(yù)知的缺陷,甚至能擊敗好的操作員,非常適用于集裝箱識(shí)別。?
擁有這一系列出色特質(zhì)的宸曜Nuvo-7160GC終成為了上港集團(tuán)集裝箱自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的選擇。
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不僅如此,宸曜邊緣計(jì)算平臺(tái)還擁有不同的機(jī)型,以適應(yīng)不同需求的應(yīng)用場(chǎng)景,如其它實(shí)際應(yīng)用案例中的集裝箱進(jìn)尾聲:創(chuàng)造可期未來。
上海洋山港四期是直擊人心的、震撼的。我們的祖國(guó)還有更多令人感到自豪的自動(dòng)化人工智能應(yīng)用,宸曜科技將秉持匠心精神和創(chuàng)新的理念,助力更多自動(dòng)化和人工智能應(yīng)用。場(chǎng)識(shí)別(Nuvo-5501),箱內(nèi)物體檢測(cè)(Nuvo-6108GC)等。