近日，中国航天技术助力“智慧港口”建设再获新成果。一项融合航天控制科技的全新技术---“航天智港”机器视觉龙门吊自主抓放箱系统，在青岛港进行了部署应用。庞然大物般的大型龙门吊如图长了“眼睛”般自主进行核心作业---抓放箱。作为智慧港的一项核心辅助功能，其精准度和效率不断接近于人工操作。

图：港口大型龙门吊图例

据悉，这一技术来自于北京航天自动控制研究所旗下“航天智港”品牌。北京航天自动控制研究所，隶属于中国运载火箭技术研究院，是一家主要从事航天控制与信息领域的专业技术研究机构，曾圆满完成“载人航天工程”和“探月工程”为代表的运载火箭系统研制任务。而“航天智港”系统，则是北京航天自动控制研究所结合自身导航控制与探测方面的优势技术，应用航天科技与港口工业场景深度结合的产物。

图：“航天智港”为北京航天自动控制研究所旗下品牌

全天候装卸“双升级”：效率突破，隐患归零

港口作为国民经济发展的“晴雨表”，整体运作效率十分关键。但目前，我国港口装卸整体水准仍处“自动化、半自动化与人工操作”三者并存状态。由于堆场作业环境复杂，装卸工艺按“预设程序执行”，劳动强度大，安全事故时有发生，严重影响港口作业安全和效率。

图：“航天智港”龙门吊自主抓房箱系统作业示意

此次航天智港经理闫涛，向记者重点介绍了“龙门吊自主抓放箱系统”。众所周知，在传统码头龙门吊司机需要手动控制吊具，完全以来人眼观察“集装箱孔于集装箱卡车车架锁销”的对位和抓放，非常耗时低效。

即便是自动化集装箱码头采用激光扫描方式自动对位，但自动放箱的准确率也不到50%，仍然需要司机操作反复对位。作业繁忙时占用宝贵的龙门吊资源和作业车道资源，大大影响装卸效率。

图：抓放箱过程中的箱边距识别

图：抓放箱过程中的锁孔识别

针对“自主放箱”成功率低的痛点，“航天智港”系统采用视觉辅助定位，修正激光扫描系统控制量的“激光+视觉”复合方式，实现龙门吊自动精准抓放箱。据介绍，其具体原理为：结合箱孔/锁销识别信息、吊具下降距离信息、视觉图像，“航天智港”系统将先验标定位置，并实时解算吊具与正确对位处的偏移量，修正激光扫描系统控制量，从而实现轨道吊高准确率的自动化装卸。

据闫经理介绍，该技术可不仅覆盖不同类型集卡拖盘，而且应用场景兼容度极佳。经过试验验证，这一系统在雨天，雾天，雪天，夜晚（需要光源）环境下仍可正常作业。

据悉，在“航天智港”系统赋能下，龙门吊可真正实现高准确率的“自主放箱”，大幅降低了堆场陆侧作业人工干预比例，大幅提升了堆场作业效率。集装箱孔或集装箱卡车车架锁销的定位精度优于±3cm，抓放箱准确率大于90%，这相较原有人工作业模式作业效率提升高达30%。

航天优势技术加持 助推“智慧港口”转型

历经第一代至第四代发展，世界港口已进入智慧化发展阶段。此前，我国就曾在包括《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》等一系列规划中，明确要推动我国港口向更高层次的智慧化转型。

近年，领先的大型龙头港口企业已向“智慧港口”建设大步迈进。而由于在人工智能、AI视觉识别、航天控制和导航等领域，北京航天自动控制研究所本身具备大量应用经验和技术积累。港口行业的需求与人工智能技术特点相辅相成，“航天智港”基于航天视觉技术，研发了多种港口智能化解决方案，已成为国内“智慧港口”建设关键技术力量。

图：航天智港系统架构图

事实上，近年“航天智港”持续向港口导入大量识别技术。在码头装卸等安全关键环节，“航天智港”已先后研发并部署“轮胎吊自动纠偏与防撞系统、龙门吊自动抓放箱系统、漏摘锁垫预警系统、岸桥全景智能识别系统、集装箱卡车自动引导系统”等数十项视觉技术，综合服务于港口系统管控平台，形成了一整套码头智能装卸解决方案，为港口带去了全方位安全防护。

近三年间，“航天智港”已获国家发明专利授权8项，实用新型专利1项，发表论文2篇；荣获2021年度山东省科学技术进步奖一等奖、2021年中国航海学会科技进步奖三等奖、北京质量协会第七十八次QC小组示范成果等10项政府/行业奖项。

图：北京航天自动控制研究所部分获奖证书

北京航天自动控制研究所的“航天智港”产业，目前已经参与了上海港、青岛刚、香港HIT码头、北部湾等全国重要码头的关键技术研制工作，成效卓著。闫经理表示，目前已经开通了“航天智+”公众号，欢迎大家持续关注航天智港的新技术与新成果。

未来，随着“航天智港”继续深入贯彻航天技术应用及服务发展战略，依托大量技术积累和质量控制流程，将不断拓展航天智能控制技术向港口行业的迁移转化与工程应用，“航天智港”也将迎来新的发展高峰。