小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及汽車檢測領域，具體涉及一種基于機器視覺技術的小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統。本發明系統工作組成包括車輛圖像采集單元、車輛圖像處理單元、車輛參數計算單元、車輛參數存儲單元、車輛稱重傳感器。本發明檢測系統功能包括車輛長度測量、車輛寬度測量、車輛高度測量、車輛顏色測量、車輛重量測量以及上述數據信息的管理。本發明系統各單元之間任務明確、分配合理，保證了系統運行的可靠性和時效性，是能夠快速檢測動態車輛的參數，適合于汽車檢測站或其它公路、交通管理部門等場合自動檢測車輛輪廓尺寸、顏色、重量信息等參數的系統。
【專利說明】小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車檢測領域，具體涉及一種基于機器視覺技術的小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統。【背景技術】
[0002]2012年我國汽車總產量達到1600萬輛，連續幾年穩居世界第一。汽車工業的蓬勃發展為國民經濟的增長提供了強有力的支持，但也加重了汽車檢測站或其它公路、交通管理等部門的工作難度和執法力度。國家交通法規對道路車輛外廓尺寸、軸荷及質量限值都有非常嚴格的法律規定，然而還是存在部分車主為了滿足自身需求而私自改造車輛尺寸，增加車輛容積的情況。這嚴重違反了車輛使用的安全標準，對自身車輛乃至其他行駛車輛都存在很大的安全隱患，造成了大量的交通事故。
[0003]為了保證車輛以及人身安全，車輛管理所每年都會對大量小型汽車進行安全檢查。目前對于車輛外廓尺寸的檢測大都以人工測量為主，即使用卷尺、標桿、角度尺等簡單工具，測量精度低、效率低、成本高，而且檢測過程中還可能存在違法問題，影響了測量結果的公正性和客觀性。在交通道路檢測關口處若要測量車輛外廓尺寸，人工測量更加費時費力，準確性不高，且檢測人員存在一定安全危險性。因此，進一步完善汽車檢測技術，研制出一種動態測量、自動檢測的可以廣泛適用的汽車檢測系統是十分必要的。近年來出現了幾種車輛外廓尺寸測量裝置，如激光三維掃描儀、三坐標測量機等，但這些測量裝置價格昂貴，且對測量環境要求嚴格，不利于在實踐實用中的推廣。
[0004]我國龐大的汽車產銷量和保有量，給汽車檢測設備的發展帶來了很大的商機。一種可靠的汽車參數自動化智能檢測系統可以用于檢車場、高速公路超載檢測等，市場前景廣闊。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的第一個技術問題是現有檢測方法多為人工檢測，效率低、誤差大。
[0006]本發明所要解決的第二個技術問題是現有檢測系統受環境因素干擾嚴重，影響了系統的測量精度。
[0007]本發明所要解決的第三個技術問題是現有檢測系統實施、操作麻煩，不宜推廣，檢測成本高。
[0008]本發明所要解決的第四個技術問題是現有檢測系統存儲單元也承擔了計算任務，任務分配不合理、明確，檢測效率低。
[0009]本發明所要解決的第五個技術問題是現有檢測系統多處于靜止測量階段，檢測效率低。
[0010]本發明所要解決的第六個技術問題是現有檢測系統無法記錄檢測車輛的圖像信
肩、O[0011]為實現上述目的，本發明所述的小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統，其特征在于，包括:
車輛圖像采集單元:設置在車輛檢測通道上方和側面，用于采集車輛的圖像信息，并將采集到的車輛圖像信息傳輸到車輛圖像處理單元；
車輛圖像處理單元:與所述車輛圖像采集單元連接，用于接收所述車輛圖像采集單元采集到的車輛圖像信息，識別出車輛尺寸測量所依據的邊緣端面以及車輛顏色判斷選擇區，并將上述識別得到的端面信息、顏色判斷選擇區信息轉換后傳輸到車輛參數計算單元;
車輛參數計算單元:與所述車輛圖像處理單元連接，用于車輛長度、寬度、高度計算，并將計算后的車輛長、寬、高數值傳輸到車輛參數存儲單元；同時還需要計算比較得到車輛顏色信息，并將獲取到的車輛顏色信息傳輸到車輛參數存儲單元；
車輛參數存儲單元:與所述車輛參數計算單元、車輛稱重傳感器連接，用于存儲實時測量得到的車輛輪廓尺寸、顏色、重量、檢測時間等信息，以便對系統測量結果進行管理和查詢；
車輛稱重傳感器:與所述車輛參數存儲單元連接，用于車輛的實時動態稱重，并將測得稱重結果傳輸到車輛參數存儲單元。
[0012]所述車輛圖像采集單元所使用裝置為高清攝像機或其他高清拍攝裝置；在車輛檢測通道上方設置前后、左右4個高清攝像頭和側面I個高清攝像頭，用于實時采集待檢車輛的圖像信息。
[0013]所述車輛圖像處理單元包括:
進出判斷模塊:用于判斷車輛進入或離開所述車輛圖像采集單元的檢測范圍，以控制車輛圖像采集單元對車輛外部輪廓圖像采集的開啟或關閉；
圖像識別模塊:用于識別出所述車輛圖像采集單元獲得的車輛圖像中車輛尺寸測量所依據的前后、左右、上下邊緣端面位置以及車輛顏色判斷選擇區；
數據轉換模塊:用于將上述識別到的圖像中的邊緣端面位置信息轉換為端面位置像素的坐標數字信息傳輸到輪廓尺寸計算模塊。
[0014]所述車輛參數計算單元包括:
輪廓尺寸計算模塊:用于計算出車輛的長度、寬度和高度數值信息；
顏色判斷模塊:用于根據所述顏色判斷選擇區內的圖像信息判斷出車輛顏色并輸出文字信息；
信息轉存模塊:用于將得到的車輛輪廓尺寸和車輛顏色信息轉存至車輛參數存儲單
J Li ο
[0015]所述的輪廓尺寸計算模塊，車輛長度由車輛前、后邊緣端面的位置坐標和前、后攝像機的物像比例信息計算獲得；車輛寬度由車輛左、右邊緣端面的位置坐標和左、右攝像機的物像比例信息計算獲得；車輛高度由車輛上、下邊緣端面的位置坐標和側面攝像機的物像比例/[目息獲得。
[0016]所述的顏色判斷模塊首先剔除所述顏色判斷選擇區內的干擾信息，分割出顏色均勻的代表區，然后選用HSI模型進行顏色判斷，最終將判斷識別的顏色結果以文字形式輸出。[0017]本發明系統由安裝于工控機(或PC機)上的測量軟件控制和管理，具體包括本發明系統的開啟和關閉、圖像存儲、尺寸標定、相機調整、參數設定以及存儲結果的顯示、查詢、修改和打印。
[0018]本發明系統可以外接硬盤存儲設備，將車輛圖像采集單元采集到的車輛圖像存儲起來；本系統可對存儲圖像進行多次處理檢測，以便后期管理和查看車輛圖像信息。
[0019]當待測車輛駛入檢測通道并進入前置攝像頭可視范圍內時，觸發進出判斷模塊，使車輛圖像采集單元開始車輛圖像的動態采集；當車輛駛出后置攝像頭可視范圍時，停止車輛圖像采集。車輛圖像采集單元通過數據線將檢測到的車輛動態圖像信息傳輸到圖像識別模塊；通過所述圖像識別模塊得到車輛在動態圖像中的前后、左右、上下邊緣端面位置和車輛顏色判斷選擇區；通過所述數據轉換模塊將上述邊緣端面位置信息轉換為可直接計算的端面位置的像素坐標數值信息，并傳輸到輪廓尺寸計算模塊。輪廓尺寸計算模塊根據預設的尺寸計算公式、上述邊緣端面位置的像素坐標數值信息以及各攝像頭的物像比例系數，最終計算得到車輛輪廓的長、寬、高度數值。所述的顏色判斷模塊首先剔除所述顏色判斷選擇區內的干擾信息，分割出顏色均勻的代表區，然后選用HSI模型進行顏色判斷，最終將判斷識別的顏色結果以文字形式輸出。上述車輛輪廓長、寬、高度數值和車輛顏色文字信息都通過信息轉存模塊傳輸到車輛參數存儲單元。車輛駛離后置攝像頭可視區域后，進入稱重傳感器檢測范圍，稱重傳感器對車輛進行動態稱重，車輛通過檢測區域后將車輛重量數值傳輸到車輛參數存儲單元。車輛參數存儲單元負責對車輛檢測后的車輛參數進行管理和存儲，并按檢測時間標記，先后排序，以便于后續的查詢和整理工作。
[0020]綜上所述，本發明小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統可以做到小型車輛的動態檢測，檢測效率高，精度高，受環境因素影響小，成本低。本系統各單元、各模塊之間任務明確、分配合理，保證了系統運行的可靠性和時效性，能夠快速檢測動態車輛的參數，是適合于汽車檢測站或其它公路、交通管理部門等場合自動檢測車輛輪廓尺寸、顏色、重量信息等參數的系統。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統的結構圖。
[0022]圖2為本發明小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統的具體結構圖。
[0023]圖3為本發明小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統的車輛檢測通道的路面標記線分布圖。
【具體實施方式】
[0024]以下將結合附圖，使用以下實施例對本發明系統進行進一步闡述。
[0025]如圖1、圖2所示，本發明小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統工作組成包括車輛圖像采集單元、車輛圖像處理單元、車輛參數計算單元、車輛參數存儲單元、車輛稱重傳感器。車輛圖像采集單元選用5臺高清高速千兆網絡攝像機并通過網線和路由器連接到本發明系統測量軟件安裝的計算機上。
[0026]如圖3所示，檢測車輛前，先打開系統測量軟件，選擇尺寸標定。首先，調整上方四個攝像機，使其中心投影分別落于路面標記線的四個對應標記位置。其次，選擇需要標定的攝像機，在軟件圖像上畫直線，獲取從圖像十字中點到測量工位所畫直線占用的像素數，并輸入該段距離的實際長度，單擊確定即可求出攝像機的物像比例參數。最后，選取對應攝像機的圖像處理區域。尺寸標定結束后，將本發明系統需要的參數輸入，如前后相機、左右攝像機中心距離，側面攝像機高度等。各個攝像機的標定步驟相同，且在檢測車輛前，稱重傳感器要預先設定小型車軸型并重量清零。待上述操作完成以后，點擊“開始”選項，系統進入檢測狀態。
[0027]待檢小型車在以速度< 5km/h的情況下，勻速、直線通過車輛檢測通道。一輛車的檢測過程小于I分鐘。車輛通過檢測通道后，即可得出車輛的外廓尺寸參數和車輛重量。多輛待檢車輛可依次、間隔通過待檢車道，檢測期間無需再有人為操作和干預。
[0028]上述計算機硬件環境:獨立顯卡，內存4G，1T硬盤。高清攝像機:分辨率1920 X 1080，幀率 30fps。
【權利要求】
1.一種小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統，其特征在于，包括: 車輛圖像采集單元:設置在車輛檢測通道上方和側面，用于采集車輛的圖像信息，并將采集到的車輛圖像信息傳輸到車輛圖像處理單元； 車輛圖像處理單元:與所述車輛圖像采集單元連接，用于接收所述車輛圖像采集單元采集到的車輛圖像信息，識別出車輛尺寸測量所依據的邊緣端面以及車輛顏色判斷選擇區，并將上述識別得到的端面信息、顏色判斷選擇區信息轉換后傳輸到車輛參數計算單元; 車輛參數計算單元:與所述車輛圖像處理單元連接，用于車輛長度、寬度、高度計算，并將計算后的車輛長、寬、高數值傳輸到車輛參數存儲單元，同時還需要計算比較得到車輛顏色信息，并將獲取到的車輛顏色信息傳輸到車輛參數存儲單元； 車輛參數存儲單元:與所述車輛參數計算單元、車輛稱重傳感器連接，用于存儲實時測量得到的車輛輪廓尺寸、顏色、重量、檢測時間等信息，以便對系統測量結果進行管理和查詢； 車輛稱重傳感器:與所述車輛參數存儲單元連接，用于車輛的實時動態稱重，并將測得稱重結果傳輸到車輛參數存儲單元。
2.根據權利要求1所述的小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統，其特征在于:所述車輛圖像采集單元所使用裝置為高清攝像機或其他高清拍攝裝置；在車輛檢測通道上方設置前后、左右4個高清攝像頭和側面I個高清攝像頭，用于實時采集待檢車輛的圖像信息。
3.根據權利 要求1所述的小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統，其特征在于: 所述車輛圖像處理單元包括: 進出判斷模塊:用于判斷車輛進入或離開所述車輛圖像采集單元的檢測范圍，以控制車輛圖像采集單元對車輛外部輪廓圖像采集的開啟或關閉； 圖像識別模塊:用于識別出所述車輛圖像采集單元獲得的車輛動態圖像信息中車輛尺寸測量所依據的前后、左右、上下邊緣端面位置以及車輛顏色判斷選擇區； 數據轉換模塊:用于將上述識別到的圖像中的邊緣端面位置信息轉換為端面位置像素的坐標數字信息傳輸到輪廓尺寸計算模塊。
4.根據權利要求1所述的小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統，其特征在于: 所述車輛參數計算單元包括: 輪廓尺寸計算模塊:用于計算出車輛的長度、寬度和高度數值信息； 顏色判斷模塊:用于根據所述顏色判斷選擇區內的圖像信息判斷出車輛顏色并輸出文字信息； 信息轉存模塊:用于將得到的車輛輪廓尺寸和車輛顏色信息轉存至車輛參數存儲單J Li ο
5.根據權利要求1或4所述的小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統，其特征在于:所述的輪廓尺寸計算模塊，車輛長度由車輛前、后邊緣端面的位置坐標和前、后攝像機的物像比例信息計算獲得；車輛寬度由車輛左、右邊緣端面的位置坐標和左、右攝像機的物像比例信息計算獲得；車輛高度由車輛上、下邊緣端面的位置坐標和側面攝像機的物像比例息獲得。
6.根據權利要求1或4所述的小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統，其特征在于:所述的顏色判斷模塊首先剔除所述顏色判斷選擇區內的干擾信息，分割出顏色均勻的代表區，然后選用HSI模型進行顏色判斷，最終將判斷識別的顏色結果以文字形式輸出。
7.根據權利要求1所述的小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統，其特征在于:本發明系統由安裝于工控機(或PC機)上的測量軟件控制和管理，具體包括本發明系統的開啟和關閉、圖像存儲、尺寸標定、相機調整、參數設定以及存儲結果的顯示、查詢、修改和打印。
8.根據權利要求1所述的小型車車輛參數的物聯網圖像智能檢測系統，其特征在于:本發明系統可以外接硬盤存儲設備，將車輛圖像采集單元采集到的車輛圖像存儲起來；本系統可對存儲圖像進行 多次處理檢測，以便后期管理和查看車輛圖像信息。
【文檔編號】G01B11/02GK103528531SQ201310517100
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】劉劍平, 杜樂瑤, 劉煥寶, 徐志芳, 徐兵兵 申請人:山東理工大學