一種車輛檢測系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車輛檢測系統，包括：出射與車輛的行駛車道方向相垂直的激光線的激光發射器；對所述激光線的形狀變化進行采集，獲取圖像信息的圖像采集裝置；以及與所述圖像采集裝置相連，對采集到的所述圖像信息進行處理，通過所述激光線的偏折情況確定行駛車輛的參數信息的圖像處理裝置。本實用新型所提供的車輛檢測系統將視頻檢測與激光檢測的相關技術特點進行融合，使得本檢測系統對復雜的光線環境具有良好的適應能力，可以有效簡化前景分割、特征提取等圖像處理操作，減小運算復雜度、提高實時性。可見，本申請不僅可以減少常規視頻處理需要面對的難題，還可以簡化視頻處理過程，減小計算量，最終提高車輛檢測的準確性、實時性。
【專利說明】
一種車輛檢測系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及交通控制系統技術領域，特別是涉及一種車輛檢測系統。
【背景技術】
[0002]目前，車輛檢測器按照信息采集方式的不同，可以分為磁頻采集(包括感應線圈、磁性、地磁)、波頻采集(包括微波、超聲波、紅外)以及視頻采集三種類型。現在國內使用較多的是感應線圈檢測器、微波雷達檢測器和視頻檢測器。
[0003]其中，感應線圈檢測器具有技術簡單可靠、性價比高、可測參數多、檢測精度高的優點，然而其安裝維護需要中斷交通、破壞路面，易被重型車輛、路面維護損壞，壽命有限。微波雷達檢測器具有全天候工作、惡劣天氣下性能穩定的優點，可以側向檢測多車道，進行直接測速。但是在道路有鐵質隔離帶、路側有障礙物時檢測精度下降，安裝要求高，對低速或靜止目標的檢測精度低。視頻檢測器能夠為交通管理提供可視圖像，單臺攝像機與處理器可檢測多車道，可進行交通異常事件檢測。但是受軟硬件、算法制約大，受光線環境影響大，圖像處理實時性差。可見，受制于各型車輛檢測器自身的技術局限，它們都有各自難以克服的缺點。
[0004]隨著圖像處理和模式識別技術的發展，依賴于圖像處理的視頻檢測器成為重要的發展趨勢，但是在現實環境中，圖像處理受光線環境影響較大，如欠曝、過曝、曝光不均、逆光、反光、陰影、遮擋、低照度、雨霧環境、晝夜轉換等，檢測精度有待提高。另一方面，紅外激光車輛檢測器基于激光測距原理，以固定時間間隔對道路做斷層掃描，實現車輛三維輪廓重建，進而實現車輛檢測、車型識別功能，但其算法復雜度高、設備成本高、安裝環境要求高，難以大規模推廣。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種車輛檢測系統，目的在于解決現有不同車輛檢測器固有的技術局限，如受環境影響較大、檢測精度不高、算法復雜度高、設備成本高的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種車輛檢測系統，包括:
[0007]出射與車輛的行駛車道方向相垂直的激光線的激光發射器;對所述激光線的形狀變化進行采集，獲取圖像信息的圖像采集裝置；以及與所述圖像采集裝置相連，對采集到的所述圖像信息進行處理，通過所述激光線的偏折情況判斷截斷是否由車輛經過導致，并確定行駛車輛的參數信息的圖像處理裝置。
[0008]其中，所述圖像處理裝置包括:
[0009]在所述激光線被截斷的情況下，通過偏折情況判斷截斷是否由車輛經過導致的判斷豐吳塊；
[0010]判定截斷由車輛經過導致時，記錄所述行駛車輛的通過時間的記錄模塊；
[0011 ]以及判定截斷由車輛經過導致時，對所述行駛車輛的數目進行統計的計數模塊。
[0012]可選地，所述圖像處理裝置還包括:
[0013]對所述激光線的形狀變化進行分析，根據三角測距原理對所述行駛車輛的輪廓進行三維重建，進行車型識別的識別模塊。
[0014]可選地，所述激光發射器為間隔預設距離的兩個激光發射器，所述圖像采集裝置為兩個分別對所述激光發射器發射的激光線的形狀變化進行采集的采集裝置。
[0015]可選地，所述圖像處理裝置還包括:
[0016]通過兩個所述圖像采集裝置分別采集的圖像信息，確定所述行駛車輛通過兩個所述激光發射器的通過時間，計算所述行駛車輛的行駛速度的測速模塊。
[0017]可選地，還包括:
[0018]通過對所述參數信息進行計算，確定包含所述行駛車道的車流量、占有率、車隊長度的交通參數信息的檢測模塊。
[0019]可選地，所述激光發射器為紅外線形激光發射器。
[0020]可選地，所述圖像采集裝置為攝像機。
[0021 ]可選地，所述攝像機中還設有與所述激光發射器波長相對應的濾光片。
[0022]可選地，所述攝像機為采用紅外敏感感光芯片以及全局快門鏡頭的攝像機。
[0023]本實用新型所提供的車輛檢測系統，通過激光發射器出射與車輛的行駛車道方向相垂直的激光線，圖像采集裝置對激光線的形狀變化進行采集，獲取圖像信息，圖像處理裝置對采集到的圖像信息進行處理，通過激光線的偏折情況確定行駛車輛的參數信息。本實用新型所提供的車輛檢測系統將視頻檢測與激光檢測的相關技術特點進行融合，由于激光高亮度的特性，使得本檢測系統對復雜的光線環境具有良好的適應能力，尤其對于車輛陰影、夜間低照度等常規視頻分析難以處理的問題也能夠很好的應對。另外，由于圖像主要記錄激光線的變化情況，減小了其他運動目標的干擾，可以有效簡化前景分割、特征提取等圖像處理操作，減小運算復雜度、提高實時性。可見，本申請不僅可以減少常規視頻處理需要面對的難題，還可以簡化視頻處理過程，減小計算量，最終提高車輛檢測的準確性、實時性。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚的說明本實用新型實施例或現有技術的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本實用新型所提供的車輛檢測系統的一種【具體實施方式】的結構框圖；
[0026]圖2為本實用新型所提供的車輛檢測系統中激光線發生偏折現象示意圖；
[0027]圖3為本實用新型所提供的車輛檢測系統的一種安裝方式的側視圖；
[0028]圖4為本實用新型所提供的車輛檢測系統的另一種安裝方式的側視圖。
【具體實施方式】
[0029]為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0030]本實用新型所提供的車輛檢測系統的一種【具體實施方式】的結構框圖如圖1所示，該系統包括:
[0031]出射與車輛的行駛車道方向相垂直的激光線的激光發射器I;對所述激光線的形狀變化進行采集，獲取圖像信息的圖像采集裝置2;以及與所述圖像采集裝置相連，對采集到的所述圖像信息進行處理，通過所述激光線的偏折情況判斷截斷是否由車輛經過導致，并確定行駛車輛的參數信息的圖像處理裝置3。
[0032]本實用新型所提供的車輛檢測系統，通過激光發射器出射與車輛的行駛車道方向相垂直的激光線，圖像采集裝置對激光線的形狀變化進行采集，獲取圖像信息，圖像處理裝置對采集到的圖像信息進行處理，通過激光線的偏折情況確定行駛車輛的參數信息。本實用新型所提供的車輛檢測系統將視頻檢測與激光檢測的相關技術特點進行融合，由于激光高亮度的特性，使得本檢測系統對復雜的光線環境具有良好的適應能力，尤其對于車輛陰影、夜間低照度等常規視頻分析難以處理的問題也能夠很好的應對。另外，由于圖像主要記錄激光線的變化情況，減小了其他運動目標的干擾，可以有效簡化前景分割、特征提取等圖像處理操作，減小運算復雜度、提高實時性。可見，本申請不僅可以減少常規視頻處理需要面對的難題，還可以簡化視頻處理過程，減小計算量，最終提高車輛檢測的準確性、實時性。
[0033]需要指出的是，本申請中激光發射器可以具體為紅外線性激光發射器。波長大于等于808nm，人眼不可見。激光線的長度和寬度可由實際道路情況和設備安裝情況決定。優選地，為延長激光器使用壽命，可由攝像機發出同步信號進行觸發開關。
[0034]圖像采集裝置可以具體為攝像機。攝像機中還可以進一步安裝有相應激光波長的濾光片，借以濾除部分環境光，提高激光線在圖像中的信噪比。攝像機可以采用紅外敏感感光芯片與全局快門鏡頭，從而提高成像的質量。當然攝像機也可以采用其他類型的攝像機，并不限于采用全局快門鏡頭攝像機，這均不影響本實用新型的實現。
[0035]圖像處理模塊作為系統的核心處理模塊，用于接收和處理攝像機采集的視頻圖像，并輸出計算結果。圖像處理模塊可運行于普通計算機、工業計算機或服務器上，也可以集成在攝像機芯片中。當將算法模塊集成在攝像機中時，攝像機能夠直接輸出檢測信號至交通信號機，不需要將視頻傳輸到后臺服務器進行處理，解決了視頻傳輸帶寬要求和后臺服務器需求。
[0036]在上述實施例的基礎上，本實用新型所提供的車輛檢測系統中圖像處理裝置可以具體包括:
[0037]在所述激光線被截斷的情況下，通過偏折情況判斷截斷是否由車輛經過導致的判斷豐吳塊；
[0038]判定截斷由車輛經過導致時，記錄所述行駛車輛的通過時間的記錄模塊；
[0039]以及判定截斷由車輛經過導致時，對所述行駛車輛的數目進行統計的計數模塊。
[0040]本申請中，線激光發射器在路面照射一條垂直于車道方向的激光線，攝像機從另一角度拍攝激光線及其附近區域。當有車輛經過激光線時，地面激光線被截斷，并在車輛頂部出現偏離于原位置的激光線，激光線發生偏折現象的示意圖如圖2所示。
[0041]圖像處理模塊通過圖像處理和模式識別算法，對圖像中的激光線及其偏折情況進行分析。當判定激光線為一條完整直線時，此時沒有車輛經過激光線；當判定激光線被截斷時，此時有車輛經過激光線。
[0042]需要指出的是，在具體實施過程中，會有多種情況導致激光線被截斷，如有車輛、非車輛的異物經過激光線、夜晚車輛強燈的影響等，通過判斷模塊對激光線的截斷情況進行分析判斷，判斷截斷是否是由車輛經過導致的。如果是，則判定有車輛經過。
[0043]本實施例中通過對一段時間內通過該車道的車輛數目進行統計，能夠提供重要的交通參數。
[0044]優選地，由于不同外型的車輛會對激光線產生不同的形狀的偏折，通過對激光線形狀變化的分析以及三角測距原理，可以對車輛外型進行三維重建，從而實現車型識別功會K。
[0045]因此，在上述實施例的基礎上，本實用新型所提供的圖像處理裝置還可以進一步包括:
[0046]對所述激光線的形狀變化進行分析，根據三角測距原理對所述行駛車輛的輪廓進行三維重建，進行車型識別的識別模塊。
[0047]利用三角測距可以測得車輛頂部的激光線到本設備的距離，也即車輛頂部到本設備的距離，經過簡單的幾何計算，可以獲得車輛頂部到地面的距離，也即車高；另一方面，在車身經過激光線的這段時間內，如此重復進行多次測距，則相當于對車體進行斷層掃描，從而獲得車體的大概輪廓，以此實現車型識別。
[0048]進一步地，本申請還可以實現對行駛車輛的測速。在本實施例中，所述激光發射器為間隔預設距離的兩個激光發射器，所述圖像采集裝置為兩個分別對所述激光發射器發射的激光線的形狀變化進行采集的采集裝置。
[0049]此時，圖像處理裝置可通過兩個所述圖像采集裝置分別采集的圖像信息，確定所述行駛車輛通過兩個所述激光發射器的通過時間，進而計算所述行駛車輛的行駛速度的測速模塊。當使用兩條平行的激光線間隔一定距離照射路面時，記錄同一輛車經過兩條激光線的時間間隔，以距離間隔除以時間間隔，可以獲得車輛的速度。
[0050]需要指出的是，該實施例中間隔預設距離部署兩套裝置，以實現測速的功能。如果不需要測速功能，部署一套裝置即可。
[0051]本實用新型所提供的車輛檢測系統還可以進一步包括:
[0052]通過對所述參數信息進行計算，確定包含所述行駛車道的車流量、占有率、車隊長度的交通參數信息的檢測模塊。
[0053]通過上述對車輛的計數、車型識別以及車輛測速，本申請還可以通過這三個參數，間接計算車道占有率、車隊長度等參數，從而實現完整的交通參數采集功能。
[0054]下面對本實用新型所提供的車輛檢測系統的設備安裝進行進一步詳細闡述。需要指出的是，本申請中攝像機和激光發射器需要不同的照射角度，即兩者之間間隔一定的預設距離，以確保攝像機可以觀察到地面激光線的形狀變化。
[0055]下面舉例兩種安裝方式，第一種方式是，攝像機和激光發射器分別安裝于一定長度(可為2米)的橫桿兩端，橫桿水平固定于道路上的龍門架或F桿(它們距地面垂直距離一般為6m)上，第一種安裝方式視角向下，如圖3本實用新型所提供的車輛檢測系統的一種安裝方式的側視圖所示，此時激光照射距離近，功率損耗小，成像清晰，但攝像機視場小，拍攝車道數少。第二種安裝方式視角傾斜向前，如圖4本實用新型所提供的車輛檢測系統的另一種安裝方式的側視圖所示，此時激光照射距離遠，功率損耗大，成像模糊，但攝像機視場大，拍攝車道數多。當然其他安裝方式也可，并不限于這里舉例的兩種。實際的安裝方式需要由工程環境具體確定。
[0056]綜上，本申請所提供的車輛檢測系統，綜合使用激光與視頻處理技術實現車輛檢測功能，避免了一般視頻檢測器易受光線環境影響的缺點，尤其對于車輛陰影、夜間低照度等常規視頻分析難以處理的問題也能夠很好的應對。此外，本申請還簡化一般視頻檢測器的圖像處理過程，減小了算法復雜度和計算量，可以提高檢測的精度和實時性，大幅降低一般激光檢測器的設備成本。
[0057]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
[0058]專業人員還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本實用新型的范圍。
[0059]結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執行的軟件模塊，或者二者的結合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存儲器(R0M)、電可編程R0M、電可擦除可編程R0M、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術領域內所公知的任意其它形式的存儲介質中。
[0060]以上對本實用新型所提供的車輛檢測系統進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種車輛檢測系統，其特征在于，包括: 出射與車輛的行駛車道方向相垂直的激光線的激光發射器;對所述激光線的形狀變化進行采集，獲取圖像信息的圖像采集裝置；以及與所述圖像采集裝置相連，對采集到的所述圖像信息進行處理，通過所述激光線的偏折情況判斷截斷是否由車輛經過導致，并確定行駛車輛的參數信息的圖像處理裝置。2.如權利要求1所述的車輛檢測系統，其特征在于，所述圖像處理裝置包括: 在所述激光線被截斷的情況下，通過偏折情況判斷截斷是否由車輛經過導致的判斷模塊； 判定截斷由車輛經過導致時，記錄所述行駛車輛的通過時間的記錄模塊； 以及判定截斷由車輛經過導致時，對所述行駛車輛的數目進行統計的計數模塊。3.如權利要求2所述的車輛檢測系統，其特征在于，所述圖像處理裝置還包括: 對所述激光線的形狀變化進行分析，根據三角測距原理對所述行駛車輛的輪廓進行三維重建，進行車型識別的識別模塊。4.如權利要求3所述的車輛檢測系統，其特征在于，所述激光發射器為間隔預設距離的兩個激光發射器，所述圖像采集裝置為兩個分別對所述激光發射器發射的激光線的形狀變化進行采集的采集裝置。5.如權利要求4所述的車輛檢測系統，其特征在于，所述圖像處理裝置還包括: 通過兩個所述圖像采集裝置分別采集的圖像信息，確定所述行駛車輛通過兩個所述激光發射器的通過時間，計算所述行駛車輛的行駛速度的測速模塊。6.如權利要求1至5任一項所述的車輛檢測系統，其特征在于，還包括: 通過對所述參數信息進行計算，確定包含所述行駛車道的車流量、占有率、車隊長度的交通參數信息的檢測模塊。7.如權利要求6所述的車輛檢測系統，其特征在于，所述激光發射器為紅外線形激光發射器。8.如權利要求7所述的車輛檢測系統，其特征在于，所述圖像采集裝置為攝像機。9.如權利要求8所述的車輛檢測系統，其特征在于，所述攝像機中還設有與所述激光發射器波長相對應的濾光片。10.如權利要求9所述的車輛檢測系統，其特征在于，所述攝像機為采用紅外敏感感光芯片以及全局快門鏡頭的攝像機。
【文檔編號】G08G1/065GK205508143SQ201620188458
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月11日
【發明人】張德鋒, 王博
【申請人】昆山市工研院智能制造技術有限公司