一種車型分類系統及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車識別裝置或方法技術領域，尤其涉及一種車型分類系統及其方法。
【背景技術】
[0002]車型分類是目前ETC收費的重要依據，依據已有的國家標準對各種車輛進行區分劃價，保證高速公路的收費系統準確性，現行的標準中大致分為五型車輛，對不通類型的車輛收取不同費用，保證了高速公路收費的合理性與公平性，同時高速公路所收費用也直接反映到高速公路的服務等級、安全性和通達度，根據上述因素車型分類本身的準確就至關重要了。
[0003]目前高速公路上使用的車型分類方法基本有三種:環形線圈檢測、紅外光柵檢測和普通視頻檢測。
[0004](1)環形線圈檢測，是一種應用時間最長、技術成熟度高的電磁感應檢測技術。可以按照設定的車輛長度區間分為五類車型，即:1型車2-5米、2型車5.1-10米、3型車10.1-15米、4型車15.1-20米、5型車20.1米以上。其車輛計數、速度測量、車長測量精度都非常高，可應對一般性跨線車輛所造成的檢測影響。而且不受天氣、光線、車速等條件的干擾。其缺點是，只能根據車長度進行車型分類，不能給出車軸數、軸距、輪數、車頭高度等多維綜合測量信息，安裝時必須要按照技術要求切割路面，容易造成路面結構性破損降低道路本身使用壽命，且一旦損壞不容易其修復成本較高。
[0005](2)紅外光柵檢測，是指利用紅外線對射原理在車道兩側分別安裝紅外線發射、接收排柱。當有車輛通過時，一部分或全部光柵被車體遮擋而接收不到，則可斷定有車通過，實現車輛計數、車長測量、車速測量、外形還原等多種功能。單獨紅外光柵檢測技術可以在一定程度上可滿足車型檢測所需必要數據，但是仍然不能完整給出車輛精確分類所需的車軸數、軸距、輪數等必要數據。
[0006]同時，由于陽光中含有大量紅外線，尤其是上午9:00左右更強，將會使特定方向、特定角度的紅外線光柵檢測器出錯或失靈；同時，又由于紅外線光柵具有散射特性，本車道車體擋住的光柵可能由于相鄰車道光束的散射而被照射，可能會出現諸如將一輛拖掛車當成兩輛車計數的錯誤，同時，紅外線光柵檢測會將雪花、雨水或人員走動等運動物體當作車輛進行計數，因而其可靠性較差。
[0007](3)普通視頻檢測，即普通可見光視頻檢測系統，該系統以專用的架設在車道上方的一臺攝像機視頻流為信息輸入源，并采用計算機視覺技術進行一系列運算處理，從而實現對視域內通過車輛的實時檢測測量。可見光視頻檢測可以按照系統需求進行車輛計數、車速判定、車長測量，車輛特征分類、交通事件檢測、交通參數統計等復雜需求，具有數據量大、種類豐富、可視性強、性價比高、施工維護方便等優勢。
[0008]其缺點是單一視檢測的準確性極容易受到攝像機架設高度、角度的影響，同時在車速低、車間距小時容易產生車輛前后粘連，不能對多輛車進行有效分割將多輛車誤判為一輛車，從而會影響系統最終的檢測精度提升。系統由于基于車輛正向2維圖型圖像處理原理，因此，無法給出準確的車輛軸數、軸距、輪數、車頭高度等精確分類所需的關鍵信息。
【發明內容】
[0009]本發明所要解決的技術問題是提供一種車型分類系統及其方法，所述系統通過使用一臺高性能雙路視頻處理器，通過機器視覺算法，基于核心層對同一車輛信息進行多類型、多維度數據同步、融合、模型擬合，從而實時、準確、穩定獲取車輛精確分類所需數據信息，得到車型精確分類。
[0010]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是:一種車型分類系統，其特征在于:所述分類系統包括正向抓拍攝像機、車身掃描攝像機、雙路視頻檢測器以及收費系統，所述正向抓拍攝像機與通道抓拍點呈45度角傾斜設置，用于實現對通過車輛正面特征的捕獲;所述車身掃描攝像機布置于車輛通道的一側，用于實現對通過車輛車身特征的捕獲;正向抓拍攝像機和車身掃描攝像機與雙路視頻檢測器的信號輸入端連接，雙路視頻檢測器內配置視頻流車輛檢測分析軟件，視頻流車輛檢測分析軟件采用機器視覺算法以及圖像標定過對正向抓拍攝像機以及車身掃描攝像機采集的車輛視頻流進行處理，自動在雙路視頻檢測器內建立一個具備物理空間和幾何邏輯關聯性的三維虛擬空間，當車輛通過監測區域時，圖像自動進行特征捕獲、目標重建、拼接還原、模型填充，并進行多維度、多角度幾何模型測量，獲取車輛檢測信息;所述雙路視頻檢測器通過有線網絡或無線網絡與收費系統進行數據通信，收費系統用于根據雙路視頻檢測器得出的車輛信息進行相關操作。
[0011]進一步的技術方案在于:所述正向抓拍攝像機采用200萬像素的高清晰度、高靈敏度網絡攝像機和12MM高清定焦鏡頭，幀率高達25FPS，架設高度為1米-1.5米。
[0012]進一步的技術方案在于:所述正向抓拍攝像機旁設有LED同步補光燈，LED同步補光燈采用45度角傾斜照射。
[0013]進一步的技術方案在于:所述車身掃描攝像機采用200萬像素的高清晰度、高靈敏度網絡攝像機和6MM以下高清定焦鏡頭，幀率高達25FPS，架設高度為1-1.5米。
[0014]進一步的技術方案在于:所述車身掃描攝像機采用紅外成像相機或紅外補光燈進行補光。
[0015]進一步的技術方案在于:所述正向抓拍攝像機和車身掃描攝像機通過RJ45接口與雙路視頻檢測器連接，雙路視頻檢測器通過RJ45接口與收費系統連接。
[0016]進一步的技術方案在于:所述分類系統還包括位于車道正上方的激光測距裝置，用于測量通過車輛的數據，采集后的車輛數據通過雙路視頻檢測器與正向抓拍攝像機、車身掃描攝像機采集的視頻數據進行融合得出通過車輛的信息。
[0017]相應的本發明還公開了一種車型分類方法，其特征在于包括以下步驟:
[0018]1)雙路視頻采集:正向抓拍攝像機對通過車輛的正面圖像、車牌進行抓拍;車身掃描攝像機對通過車輛的車身特征進行掃描，捕獲并定位車身特征點；
[0019]2)視頻域標定:雙路視頻檢測器將正向抓拍攝像機以及車身掃描攝像機采集到的視頻視域中的虛擬像素空間與真實的物理空間建立一一對應的邏輯關系;根據所定義的物理參數、相機成像指標，實時將視域中的車輛三維圖形與現實中的車輛三維信息進行換算，并根據交通工程學的原理進行精確測量，獲取到多維度車輛信息；
[0020]3)車輛目標分離:雙路視頻檢測器在視頻域標定的基礎上，基于機器視覺算法，將視域中的車輛進行目標分離；
[0021]4)模型重建測量:雙路視頻檢測器基于上述視頻檢測所獲取的多維度車輛信息，進行模型重建和幾何測量，首先將車頭圖片和車身掃描圖片進行車輛拼接、還原，并與攝像機物理標定信息進行比對、測量，最終獲得車輛分類支撐數據，并結合牌照識別和粗略分類的結果對車輛類型進行最終判定，并生成唯一的判定結果輸出給相關聯的車輛分類應用系統。
[0022]進一步的技術方案在于:步驟1)中雙路視頻采集過程如下:
[0023]1)車輛正向抓拍:基于車道入口前方45度角傾斜拍攝或正向設置的正向抓拍攝像機，對車輛進行正向檢測、抓拍，自動定位車輛牌照并識別車牌號碼、底色、牌照結構；同時，可以將車輛正投影圖像與相機標定的坐標參數進行映射，并最終獲得車輛寬度、車頭高度指標;
[0024]2)車身特征掃描:車道入口一側的車身掃描攝像機首先對駛入的車輛車身進行側向掃描，對車身進行逐幀圖像采集和特征提取，并與之前已經訓練好的車輛模型庫進行實時比對，確定車輛類型；車身掃描攝像機用于測量車輛移動速度，識別車頭、車尾并分離不同車輛，識別輪胎樣式，定位車輛輪胎位置確定車軸，并通過多個軸的定位和車速確定軸距。
[0025]進一步的技術方案在于:所述方法還包括步驟5)視神經原理自學習:將已經準確識別的牌照信息、車輛外形、車輛品牌和所指定車輛類型定義自動建立關聯數據庫，系統在未來一旦檢測到這一類車輛的要素時，即自動按照指定的類型加以分類。
[0026]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:所述系統采