背景需求
門式起重機（門吊）是用于編組和堆放集裝箱的岸邊起重機。這種起重機操作時橫跨幾組集裝箱，根據需要將集裝箱舉起放下。門吊可以說是可移動的起重機，其移動方式有軌道式和輪胎式。
門吊前后移動時，在門吊的預定移動軌道上如果出現任何人或障礙物，會造成嚴重的生產事故，危害人身安全和造成財產損失。所以，自動、快速、精確地檢測門吊前方的障礙物并及時制動門吊，成為許多港口碼頭迫切的應用需求。
目前現有的門吊前障礙物檢測方案是雷達檢測。在該方案中，雷達被安裝在門吊下部位置，由于雷達本身檢測區域為“梭形”，在距離門吊一定遠距離后其檢測效果減弱，不能達到十分理想的效果，仍在存在一定的安全隱患，同時雷達價格昂貴，急需更精準、可靠的設備對其進行替換。
技術指標要求
（1）測量精度：1cm
（2）測量速度：實時的返回門柱正前方的障礙物信息（輪胎吊大車車速1-2m/s）。
（3）測量范圍：吊門柱正前方寬1M，長11M的長條形區域。
解決方案
系統示意圖
首先，如何在一個狹長的范圍內找到障礙物并獲得準確的距離信息。
湖南科天健光電技術有限公司針對這種特殊的應用需求，提出了基于雙目視覺的檢測方案，該方案采用雙目立體視覺和結構光相融合的技術，以雙目傳感器采集的圖像為處理對象，結構光可降低雙目匹配難度并保證對凸起物可靠檢測，通過對障礙物的提取和測距，為門吊大車提供障礙物目標的檢測和距離測量。
雙目視覺與人類視覺的立體感知過程類似。它用兩臺固定于不同位置的相機拍攝物體上的同一特征點，分別獲得該點在兩部相機像平面上的坐標。同時又知道兩部相機精確的相對位置，就可用幾何的方法得到該特征點在坐標系中的坐標，即確定了特征點的位置。
在港口應用中，在每個門柱上安裝兩臺高速相機，采用雙目立體交會的方法，實現對每個門柱正前方范圍內的障礙物檢測和定位。通過雙目相機，可以從兩個視點觀察門柱前下方預定軌道場景，以獲取視差信息，判斷是否有障礙物通過。
其次，在確定采用雙目視覺方案后，如何快速、準確地匹配雙目相機。
由于地面運行軌跡標志易被磨損，導致雙目相機拍攝的視場中沒有固定的標志點，大大提升了后續程序處理的難度。通過原有雙目相機基礎上增加激光線輔助，可以提供立體匹配的特征點和特征線，快速匹配雙目相機獲取的兩幅圖像，降低雙目立體匹配的難度。由于激光線僅起到輔助標志作用，工作距離較短，對功率要求低，使用者不需要專門考慮大功率供電問題。
最后，是信息反饋部分的設計。
整個門吊障礙物檢測系統可以對門柱前方進行長時間自動化監控，會在主機上對圖像進行匹配、處理、分析，當發現門柱前方有障礙物時，即獲得其距離信息，實時反饋給門吊控制系統，及時制動門吊。這樣的全自動化系統帶來的好處是很明顯的：首先，可做到100%的實時監測，不會出現人工監測時有遺漏的情況；另外，全自動化的自動監控系統在障礙物撤離后就會及時反饋信息，讓門吊恢復到正常工況，在提高安全性的前提下保證生產效率。
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