CN103528531A - 小型车车辆参数的物联网图像智能检测*** - Google Patents

小型车车辆参数的物联网图像智能检测*** Download PDF

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刘剑平
杜乐瑶
刘焕宝
徐志芳
徐兵兵
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Abstract

本发明涉及汽车检测领域，具体涉及一种基于机器视觉技术的小型车车辆参数的物联网图像智能检测***。本发明***工作组成包括车辆图像采集单元、车辆图像处理单元、车辆参数计算单元、车辆参数存储单元、车辆称重传感器。本发明检测***功能包括车辆长度测量、车辆宽度测量、车辆高度测量、车辆颜色测量、车辆重量测量以及上述数据信息的管理。本发明***各单元之间任务明确、分配合理，保证了***运行的可靠性和时效性，是能够快速检测动态车辆的参数，适合于汽车检测站或其它公路、交通管理部门等场合自动检测车辆轮廓尺寸、颜色、重量信息等参数的***。

Description

小型车车辆参数的物联网图像智能检测***
技术领域
本发明涉及汽车检测领域，具体涉及一种基于机器视觉技术的小型车车辆参数的物联网图像智能检测***。
背景技术
2012年我国汽车总产量达到1600万辆，连续几年稳居世界第一。汽车工业的蓬勃发展为国民经济的增长提供了强有力的支持，但也加重了汽车检测站或其它公路、交通管理等部门的工作难度和执法力度。国家交通法规对道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值都有非常严格的法律规定，然而还是存在部分车主为了满足自身需求而私自改造车辆尺寸，增加车辆容积的情况。这严重违反了车辆使用的安全标准，对自身车辆乃至其他行驶车辆都存在很大的安全隐患，造成了大量的交通事故。
为了保证车辆以及人身安全，车辆管理所每年都会对大量小型汽车进行安全检查。目前对于车辆外廓尺寸的检测大都以人工测量为主，即使用卷尺、标杆、角度尺等简单工具，测量精度低、效率低、成本高，而且检测过程中还可能存在违法问题，影响了测量结果的公正性和客观性。在交通道路检测关口处若要测量车辆外廓尺寸，人工测量更加费时费力，准确性不高，且检测人员存在一定安全危险性。因此，进一步完善汽车检测技术，研制出一种动态测量、自动检测的可以广泛适用的汽车检测***是十分必要的。近年来出现了几种车辆外廓尺寸测量装置，如激光三维扫描仪、三坐标测量机等，但这些测量装置价格昂贵，且对测量环境要求严格，不利于在实践实用中的推广。
我国庞大的汽车产销量和保有量，给汽车检测设备的发展带来了很大的商机。一种可靠的汽车参数自动化智能检测***可以用于检车场、高速公路超载检测等，市场前景广阔。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是现有检测方法多为人工检测，效率低、误差大。
本发明所要解决的第二个技术问题是现有检测***受环境因素干扰严重，影响了***的测量精度。
本发明所要解决的第三个技术问题是现有检测***实施、操作麻烦，不宜推广，检测成本高。
本发明所要解决的第四个技术问题是现有检测***存储单元也承担了计算任务，任务分配不合理、明确，检测效率低。
本发明所要解决的第五个技术问题是现有检测***多处于静止测量阶段，检测效率低。
本发明所要解决的第六个技术问题是现有检测***无法记录检测车辆的图像信息。
为实现上述目的，本发明所述的小型车车辆参数的物联网图像智能检测***，其特征在于，包括：
车辆图像采集单元：设置在车辆检测通道上方和侧面，用于采集车辆的图像信息，并将采集到的车辆图像信息传输到车辆图像处理单元；
车辆图像处理单元：与所述车辆图像采集单元连接，用于接收所述车辆图像采集单元采集到的车辆图像信息，识别出车辆尺寸测量所依据的边缘端面以及车辆颜色判断选择区，并将上述识别得到的端面信息、颜色判断选择区信息转换后传输到车辆参数计算单元；
车辆参数计算单元：与所述车辆图像处理单元连接，用于车辆长度、宽度、高度计算，并将计算后的车辆长、宽、高数值传输到车辆参数存储单元；同时还需要计算比较得到车辆颜色信息，并将获取到的车辆颜色信息传输到车辆参数存储单元；
车辆参数存储单元：与所述车辆参数计算单元、车辆称重传感器连接，用于存储实时测量得到的车辆轮廓尺寸、颜色、重量、检测时间等信息，以便对***测量结果进行管理和查询；
车辆称重传感器：与所述车辆参数存储单元连接，用于车辆的实时动态称重，并将测得称重结果传输到车辆参数存储单元。
所述车辆图像采集单元所使用装置为高清摄像机或其他高清拍摄装置；在车辆检测通道上方设置前后、左右4个高清摄像头和侧面1个高清摄像头，用于实时采集待检车辆的图像信息。
所述车辆图像处理单元包括：
进出判断模块：用于判断车辆进入或离开所述车辆图像采集单元的检测范围，以控制车辆图像采集单元对车辆外部轮廓图像采集的开启或关闭；
图像识别模块：用于识别出所述车辆图像采集单元获得的车辆图像中车辆尺寸测量所依据的前后、左右、上下边缘端面位置以及车辆颜色判断选择区；
数据转换模块：用于将上述识别到的图像中的边缘端面位置信息转换为端面位置像素的坐标数字信息传输到轮廓尺寸计算模块。
所述车辆参数计算单元包括：
轮廓尺寸计算模块：用于计算出车辆的长度、宽度和高度数值信息；
颜色判断模块：用于根据所述颜色判断选择区内的图像信息判断出车辆颜色并输出文字信息；
信息转存模块：用于将得到的车辆轮廓尺寸和车辆颜色信息转存至车辆参数存储单元。
所述的轮廓尺寸计算模块，车辆长度由车辆前、后边缘端面的位置坐标和前、后摄像机的物像比例信息计算获得；车辆宽度由车辆左、右边缘端面的位置坐标和左、右摄像机的物像比例信息计算获得；车辆高度由车辆上、下边缘端面的位置坐标和侧面摄像机的物像比例信息获得。
所述的颜色判断模块首先剔除所述颜色判断选择区内的干扰信息，分割出颜色均匀的代表区，然后选用HSI模型进行颜色判断，最终将判断识别的颜色结果以文字形式输出。
本发明***由安装于工控机（或PC机）上的测量软件控制和管理，具体包括本发明***的开启和关闭、图像存储、尺寸标定、相机调整、参数设定以及存储结果的显示、查询、修改和打印。
本发明***可以外接硬盘存储设备，将车辆图像采集单元采集到的车辆图像存储起来；本***可对存储图像进行多次处理检测，以便后期管理和查看车辆图像信息。
 当待测车辆驶入检测通道并进入前置摄像头可视范围内时，触发进出判断模块，使车辆图像采集单元开始车辆图像的动态采集；当车辆驶出后置摄像头可视范围时，停止车辆图像采集。车辆图像采集单元通过数据线将检测到的车辆动态图像信息传输到图像识别模块；通过所述图像识别模块得到车辆在动态图像中的前后、左右、上下边缘端面位置和车辆颜色判断选择区；通过所述数据转换模块将上述边缘端面位置信息转换为可直接计算的端面位置的像素坐标数值信息，并传输到轮廓尺寸计算模块。轮廓尺寸计算模块根据预设的尺寸计算公式、上述边缘端面位置的像素坐标数值信息以及各摄像头的物像比例系数，最终计算得到车辆轮廓的长、宽、高度数值。所述的颜色判断模块首先剔除所述颜色判断选择区内的干扰信息，分割出颜色均匀的代表区，然后选用HSI模型进行颜色判断，最终将判断识别的颜色结果以文字形式输出。上述车辆轮廓长、宽、高度数值和车辆颜色文字信息都通过信息转存模块传输到车辆参数存储单元。车辆驶离后置摄像头可视区域后，进入称重传感器检测范围，称重传感器对车辆进行动态称重，车辆通过检测区域后将车辆重量数值传输到车辆参数存储单元。车辆参数存储单元负责对车辆检测后的车辆参数进行管理和存储，并按检测时间标记，先后排序，以便于后续的查询和整理工作。
综上所述，本发明小型车车辆参数的物联网图像智能检测***可以做到小型车辆的动态检测，检测效率高，精度高，受环境因素影响小，成本低。本***各单元、各模块之间任务明确、分配合理，保证了***运行的可靠性和时效性，能够快速检测动态车辆的参数，是适合于汽车检测站或其它公路、交通管理部门等场合自动检测车辆轮廓尺寸、颜色、重量信息等参数的***。
附图说明
图1为本发明小型车车辆参数的物联网图像智能检测***的结构图。
图2为本发明小型车车辆参数的物联网图像智能检测***的具体结构图。
图3为本发明小型车车辆参数的物联网图像智能检测***的车辆检测通道的路面标记线分布图。
具体实施方式
以下将结合附图，使用以下实施例对本发明***进行进一步阐述。
如图1、图2所示，本发明小型车车辆参数的物联网图像智能检测***工作组成包括车辆图像采集单元、车辆图像处理单元、车辆参数计算单元、车辆参数存储单元、车辆称重传感器。车辆图像采集单元选用5台高清高速千兆网络摄像机并通过网线和路由器连接到本发明***测量软件安装的计算机上。
如图3所示，检测车辆前，先打开***测量软件，选择尺寸标定。首先，调整上方四个摄像机，使其中心投影分别落于路面标记线的四个对应标记位置。其次，选择需要标定的摄像机，在软件图像上画直线，获取从图像十字中点到测量工位所画直线占用的像素数，并输入该段距离的实际长度，单击确定即可求出摄像机的物像比例参数。最后，选取对应摄像机的图像处理区域。尺寸标定结束后，将本发明***需要的参数输入，如前后相机、左右摄像机中心距离，侧面摄像机高度等。各个摄像机的标定步骤相同，且在检测车辆前，称重传感器要预先设定小型车轴型并重量清零。待上述操作完成以后，点击“开始”选项，***进入检测状态。
待检小型车在以速度≤5km/h的情况下，匀速、直线通过车辆检测通道。一辆车的检测过程小于1分钟。车辆通过检测通道后，即可得出车辆的外廓尺寸参数和车辆重量。多辆待检车辆可依次、间隔通过待检车道，检测期间无需再有人为操作和干预。
上述计算机硬件环境：独立显卡，内存4G，1T硬盘。高清摄像机：分辨率1920×1080，帧率30fps。

Claims (8)

1.一种小型车车辆参数的物联网图像智能检测***，其特征在于，包括：
车辆图像采集单元：设置在车辆检测通道上方和侧面，用于采集车辆的图像信息，并将采集到的车辆图像信息传输到车辆图像处理单元；
车辆图像处理单元：与所述车辆图像采集单元连接，用于接收所述车辆图像采集单元采集到的车辆图像信息，识别出车辆尺寸测量所依据的边缘端面以及车辆颜色判断选择区，并将上述识别得到的端面信息、颜色判断选择区信息转换后传输到车辆参数计算单元； 
车辆参数计算单元：与所述车辆图像处理单元连接，用于车辆长度、宽度、高度计算，并将计算后的车辆长、宽、高数值传输到车辆参数存储单元，同时还需要计算比较得到车辆颜色信息，并将获取到的车辆颜色信息传输到车辆参数存储单元；
车辆参数存储单元：与所述车辆参数计算单元、车辆称重传感器连接，用于存储实时测量得到的车辆轮廓尺寸、颜色、重量、检测时间等信息，以便对***测量结果进行管理和查询；
车辆称重传感器：与所述车辆参数存储单元连接，用于车辆的实时动态称重，并将测得称重结果传输到车辆参数存储单元。
2.根据权利要求1所述的小型车车辆参数的物联网图像智能检测***，其特征在于：所述车辆图像采集单元所使用装置为高清摄像机或其他高清拍摄装置；在车辆检测通道上方设置前后、左右4个高清摄像头和侧面1个高清摄像头，用于实时采集待检车辆的图像信息。
3.根据权利要求1所述的小型车车辆参数的物联网图像智能检测***，其特征在于：
所述车辆图像处理单元包括：
进出判断模块：用于判断车辆进入或离开所述车辆图像采集单元的检测范围，以控制车辆图像采集单元对车辆外部轮廓图像采集的开启或关闭；
图像识别模块：用于识别出所述车辆图像采集单元获得的车辆动态图像信息中车辆尺寸测量所依据的前后、左右、上下边缘端面位置以及车辆颜色判断选择区；
数据转换模块：用于将上述识别到的图像中的边缘端面位置信息转换为端面位置像素的坐标数字信息传输到轮廓尺寸计算模块。
4.根据权利要求1所述的小型车车辆参数的物联网图像智能检测***，其特征在于：
所述车辆参数计算单元包括：
轮廓尺寸计算模块：用于计算出车辆的长度、宽度和高度数值信息；
颜色判断模块：用于根据所述颜色判断选择区内的图像信息判断出车辆颜色并输出文字信息；
信息转存模块：用于将得到的车辆轮廓尺寸和车辆颜色信息转存至车辆参数存储单元。
5.根据权利要求1或4所述的小型车车辆参数的物联网图像智能检测***，其特征在于：所述的轮廓尺寸计算模块，车辆长度由车辆前、后边缘端面的位置坐标和前、后摄像机的物像比例信息计算获得；车辆宽度由车辆左、右边缘端面的位置坐标和左、右摄像机的物像比例信息计算获得；车辆高度由车辆上、下边缘端面的位置坐标和侧面摄像机的物像比例信息获得。
6. 根据权利要求1或4所述的小型车车辆参数的物联网图像智能检测***，其特征在于：所述的颜色判断模块首先剔除所述颜色判断选择区内的干扰信息，分割出颜色均匀的代表区，然后选用HSI模型进行颜色判断，最终将判断识别的颜色结果以文字形式输出。
7.根据权利要求1所述的小型车车辆参数的物联网图像智能检测***，其特征在于：本发明***由安装于工控机（或PC机）上的测量软件控制和管理，具体包括本发明***的开启和关闭、图像存储、尺寸标定、相机调整、参数设定以及存储结果的显示、查询、修改和打印。
8.根据权利要求1所述的小型车车辆参数的物联网图像智能检测***，其特征在于：本发明***可以外接硬盘存储设备，将车辆图像采集单元采集到的车辆图像存储起来；本***可对存储图像进行多次处理检测，以便后期管理和查看车辆图像信息。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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