專(zhuān)利名稱(chēng)：視頻通道車(chē)輛檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
視頻通道車(chē)輛檢測(cè)器技術(shù)領(lǐng)域視頻通道車(chē)輛檢測(cè)器屬于城市室內(nèi)停車(chē)場(chǎng)通道車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景通常在雙向通道上，規(guī)范駕駛的車(chē)輛只會(huì)在某一個(gè)通道內(nèi)行駛，因此， 常規(guī)的通道車(chē)輛檢測(cè)器采用的是單通道檢測(cè)方式，每個(gè)檢測(cè)器僅對(duì)本通道 上的車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)。而室內(nèi)停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛行駛情況比較復(fù)雜，室內(nèi)停車(chē)場(chǎng) 通常采用雙向通道，且通道間沒(méi)有隔離護(hù)欄，由于駕駛員在停車(chē)場(chǎng)內(nèi)的駕 駛行為不規(guī)范，因此車(chē)輛經(jīng)常會(huì)在兩個(gè)通道之間行駛。在這種情況下，常 規(guī)的通道車(chē)輛檢測(cè)方式明顯不能滿(mǎn)足車(chē)輛檢測(cè)的要求，會(huì)出現(xiàn)大量漏檢、 誤檢的情況。常用的傳統(tǒng)單通道車(chē)輛檢測(cè)方法主要有以下兩種(1) 感應(yīng)線(xiàn)圈檢測(cè)當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入通道時(shí)，安裝于地下的線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁 感應(yīng)信號(hào)，檢測(cè)電路根據(jù)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生和消失的時(shí)間判斷車(chē)輛進(jìn)出通道的 狀況。該方法工作穩(wěn)定，檢測(cè)精度高，但是對(duì)路面有損壞，施工和安裝不 便，可擴(kuò)展性差，不能進(jìn)行調(diào)節(jié)和移動(dòng)，維護(hù)難度大。(2) 紅外線(xiàn)檢測(cè)通過(guò)線(xiàn)性排列的紅外光發(fā)射和接收來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的 同歩掃描，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛數(shù)據(jù)的綜合檢測(cè)， 紅外線(xiàn)車(chē)輛檢測(cè)器產(chǎn)品技術(shù)成熟，安裝簡(jiǎn)便，高速響應(yīng)，抗干擾性強(qiáng)。但 是由于檢測(cè)靈敏度與熱輻射率相關(guān)，紅外線(xiàn)檢測(cè)受車(chē)輛本身熱源的影響， 抗噪聲的能力比較差，在檢測(cè)時(shí)對(duì)時(shí)間-溫度關(guān)系要求嚴(yán)格。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有車(chē)輛檢測(cè)器的上述缺陷，提供了一種 基于視頻的通道車(chē)輛檢測(cè)器，本檢測(cè)器解決了雙通道中央的視角盲區(qū)問(wèn)題， 同時(shí)還具有安裝施工簡(jiǎn)單、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。視頻通道車(chē)輛檢測(cè)器利用兩臺(tái)攝像機(jī)的合成圖像進(jìn)行車(chē)輛目標(biāo)識(shí)別檢測(cè)，具體包括雙目 視頻采集器、視頻存儲(chǔ)器、視頻處理器和與上位機(jī)相連接的網(wǎng)絡(luò)接口；所述的雙目視頻采集器，由兩臺(tái)攝像機(jī)和AM)轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。兩臺(tái)攝像機(jī)之間的距離為15厘米 30厘米；兩臺(tái)攝像機(jī)分別拍攝其對(duì)應(yīng)通道內(nèi)的 圖像，并具有一定的重合視場(chǎng)，重合視場(chǎng)的寬度范圍為15厘米 30厘米。 兩臺(tái)攝像機(jī)所攝取的模擬信號(hào)通過(guò)A\D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像信號(hào)。A\D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號(hào)輸出接口與視頻存儲(chǔ)器的視頻數(shù)據(jù)輸入接口 相連，將采集到的通道視頻數(shù)字圖像信息輸出給視頻存儲(chǔ)器。視頻存儲(chǔ)器的視頻數(shù)據(jù)輸出接口與視頻處理器相連，將接收到的通道 視頻數(shù)字圖像信號(hào)傳送給視頻處理器，視頻處理器對(duì)接收到的雙目視頻圖 像做分析處理提取相關(guān)信息，具體為先運(yùn)用運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別程序進(jìn)行處理，判斷車(chē)輛進(jìn)、出檢測(cè)范圍的時(shí)間和行駛方向，再利用圖像拼合程序?qū)④?chē)輛 處于最佳檢測(cè)位置時(shí)兩臺(tái)攝像機(jī)所攝取的圖片幀進(jìn)行拼接，最后用車(chē)牌識(shí) 別程序提取車(chē)牌信息。視頻處理器的輸出端口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與上位機(jī)相連，將視頻處理器提 取到的各類(lèi)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給上位機(jī)，并接收上位機(jī)發(fā)出的控制命， 對(duì)雙目視頻采集器、視頻存儲(chǔ)器進(jìn)行控制。本實(shí)用新型中的通道車(chē)輛檢測(cè)器有以下優(yōu)點(diǎn)1) 采用視頻圖像處理技術(shù)。與傳統(tǒng)通道車(chē)輛檢測(cè)方法相比，基于視頻的檢測(cè)技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)它屬于面式檢測(cè)，檢測(cè)范圍大；安裝、施工簡(jiǎn)便， 無(wú)需破壞地面，維護(hù)簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)、精度高，而且能提供可視圖像信息;2) 具有車(chē)牌識(shí)別功能，從而可以實(shí)現(xiàn)停車(chē)場(chǎng)內(nèi)車(chē)輛行駛軌跡的跟蹤和 誘導(dǎo)，這是常規(guī)檢測(cè)器所不具備的。3) 解決了雙通道中央的視角盲區(qū)問(wèn)題。在停車(chē)場(chǎng)中，由于駕駛員駕駛 行為的復(fù)雜性，車(chē)輛往往不是固定在某個(gè)通道內(nèi)行駛，而經(jīng)常行駛于兩個(gè) 通道中間連接位置，如果按照常規(guī)方法一臺(tái)攝像機(jī)監(jiān)控一個(gè)通道即會(huì)出現(xiàn) 攝像機(jī)所拍攝的視頻信息中車(chē)輛信息不完整的情況，從而會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的車(chē)輛和車(chē)牌識(shí)別檢測(cè)失敗。本實(shí)用新型利用雙目視頻采集器，以?xún)膳_(tái)攝像機(jī) 同時(shí)監(jiān)控兩個(gè)通道，使其存在一定的重合視場(chǎng)，再對(duì)兩臺(tái)攝像機(jī)所攝圖像 幀進(jìn)行拼接得到必含有完整車(chē)牌信息的圖像進(jìn)行車(chē)輛信息提取，有效的解 決了停車(chē)場(chǎng)內(nèi)雙通道中央視角盲區(qū)問(wèn)題。4)管理維護(hù)便捷且費(fèi)用低，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，本實(shí)用新型的通道車(chē)輛檢測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)在室內(nèi)停車(chē)場(chǎng)為99. 8%。


圖1視頻車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)框圖(虛線(xiàn)框中為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖)；圖2雙目視頻采集器內(nèi)部攝像機(jī)水平傾角示意圖；圖3雙目視頻采集器內(nèi)部攝像機(jī)垂直傾角示意圖；圖4虛擬檢測(cè)線(xiàn)位置圖；圖5車(chē)輛檢測(cè)的流程圖；圖6基于特征點(diǎn)匹配的雙目幀圖像拼接模型建立流程。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖1 圖6對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明如圖1所示，本實(shí)施例包括雙目視頻采集器、視頻存儲(chǔ)器、視頻處理 器和網(wǎng)絡(luò)接口。雙目視頻采集器，由兩臺(tái)攝像機(jī)和AM)轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。攝像機(jī)之間用20厘米的支架連接；兩臺(tái)攝像機(jī)的重合視場(chǎng)為30厘米；兩臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)拍 攝通道內(nèi)車(chē)輛出入視頻圖像。在沒(méi)有接到上位機(jī)關(guān)閉檢測(cè)器的命令條件下， 視頻采集器將一直監(jiān)控所屬通道。兩臺(tái)攝像機(jī)的水平傾角與其重合視場(chǎng)的寬度關(guān)系如圖2所示。hl為雙 目視頻采集器重合視場(chǎng)寬度，A為攝像機(jī)的水平偏轉(zhuǎn)角度，L為被攝物體至 鏡頭的距離，Cl為攝像機(jī)l， C2為攝像機(jī)2， h2為兩臺(tái)攝像機(jī)之間的距離。兩臺(tái)攝像機(jī)的垂直傾角與其拍攝物體的高度關(guān)系如圖3所示。圖中H 為被攝物體的高度，L為被攝物體至鏡頭的距離，Hl為雙目視頻采集器中 的攝像機(jī)距地面的垂直高度，A為攝像機(jī)的垂直偏轉(zhuǎn)角度，Vi為攝像機(jī)。視頻AXD轉(zhuǎn)換器采用SAA7113。具有兩個(gè)模擬視頻輸入端口，用來(lái)連接 兩臺(tái)模擬CCD攝像機(jī)；設(shè)有數(shù)字信號(hào)輸出接口，將采集的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn) 換成數(shù)字視頻圖像輸出到視頻存儲(chǔ)器保存，等待下一步處理。視頻圖像存儲(chǔ)器由存儲(chǔ)器(61LV51216)和控制電路(XC2S200)構(gòu)成。 視頻存儲(chǔ)器的數(shù)字視頻輸入接口與雙目視頻采集器連接，接收包含通道視 頻信息的數(shù)字圖像信號(hào)；數(shù)字視頻輸出接口與視頻處理器連接，將接收到 的數(shù)字圖像信號(hào)傳送給視頻處理器處理。視頻圖像處理器由CPU (AT912M9200)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(57V281620HC)和程 序存儲(chǔ)器(29LV320d)以及相應(yīng)的1\0接口構(gòu)成。視頻圖像處理器利用雙目 視頻采集器采集到的數(shù)字圖像進(jìn)行合成，得到必包含完整車(chē)輛及車(chē)牌信息 的雙通道圖像，再進(jìn)行車(chē)輛識(shí)別和車(chē)牌信息提取。整個(gè)處理過(guò)程主要包括 運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別及其行駛方向判斷、雙目圖像幀拼接和車(chē)牌特征提取三部分運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別及其行駛方向的判斷如圖4、圖5所示，首先對(duì)采集的圖 像運(yùn)用運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別程序進(jìn)行處理。先設(shè)置三條虛擬檢測(cè)線(xiàn)，利用背景幀 差法檢測(cè)三條虛擬檢測(cè)線(xiàn)上的灰度變化，若變換值大于某一閾值則認(rèn)為有 車(chē)輛進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域，再根據(jù)車(chē)輛通過(guò)三條檢測(cè)線(xiàn)的時(shí)間順序判斷車(chē)輛的行 駛方向，如果車(chē)輛先通過(guò)檢測(cè)線(xiàn)1再通過(guò)檢測(cè)線(xiàn)2則認(rèn)為車(chē)輛是順向行駛， 如果車(chē)輛通過(guò)檢測(cè)線(xiàn)3再通過(guò)檢測(cè)線(xiàn)2則認(rèn)為車(chē)輛是逆向行駛。具體流程 如圖5所示在有車(chē)標(biāo)志為假時(shí)，循環(huán)比較當(dāng)前幀圖像中檢測(cè)線(xiàn)l位置和 檢測(cè)線(xiàn)3位置的灰度值與背景模板進(jìn)行背景差運(yùn)算的結(jié)果是否大于一個(gè)閾 值(先比較檢測(cè)線(xiàn)1，在檢測(cè)線(xiàn)1比較結(jié)果小于閾值的情況下再比較檢測(cè)線(xiàn) 3)，如果結(jié)果大于閾值則認(rèn)為有車(chē)進(jìn)入檢測(cè)區(qū)，將有車(chē)標(biāo)志設(shè)為真，并記 錄當(dāng)前時(shí)間和車(chē)輛行駛方向。若是檢測(cè)線(xiàn)1位置大于閾值，表明車(chē)輛為順 向行駛，若使檢測(cè)線(xiàn)3位置大于閾值，表明車(chē)輛為逆向行駛。在有車(chē)標(biāo)志 為真時(shí)，循環(huán)比較當(dāng)前幀圖像中檢測(cè)線(xiàn)2位置所對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域的灰度值 與背景模板進(jìn)行背景差運(yùn)算的結(jié)果是否大于一個(gè)閾值，如果結(jié)果大于閾值 則認(rèn)為有車(chē)通過(guò)檢測(cè)線(xiàn)2，即到達(dá)最佳檢測(cè)位置，然后將當(dāng)前幀圖像傳入視頻處理器中等待下一步拼接操作。獲取到待拼接圖像后再繼續(xù)檢測(cè)檢測(cè)線(xiàn)1 位置和檢測(cè)線(xiàn)3位置的灰度變化，直至能判定車(chē)輛駛離檢測(cè)區(qū)域?yàn)橹?。由于停?chē)場(chǎng)中的背景圖像相對(duì)簡(jiǎn)單固定，為了提高檢測(cè)的效率，本實(shí) 施例建立了背景模板庫(kù)。每隔一個(gè)小時(shí)利用無(wú)車(chē)的背景圖像進(jìn)行拼接，并 更新模板庫(kù)中的模板。在識(shí)別有運(yùn)動(dòng)物體之后，利用基于特征點(diǎn)的圖像拼合程序?qū)④?chē)輛處于 最佳檢測(cè)位置時(shí)兩臺(tái)攝像機(jī)所攝取的圖片幀進(jìn)行拼接。本實(shí)施例中的圖像 拼接都采用基于模型的拼接方法。即在第一次調(diào)試設(shè)備時(shí)采用如圖6所示 的基于特征點(diǎn)匹配的圖像拼接方法:先在已知的重疊區(qū)域內(nèi)(左攝像機(jī)所攝圖像右側(cè)和右攝像機(jī)所攝圖像左側(cè)60個(gè)像素點(diǎn)范圍內(nèi))進(jìn)行特征點(diǎn)提取，再采用灰度模板匹配法找出相應(yīng)的匹配點(diǎn)對(duì)，利用最小二乘法求出兩幅圖 像的變換矩陣。在變換矩陣中找出圖像之間的平移量和旋轉(zhuǎn)量作為每個(gè)雙 目視頻采集器的模型參數(shù)保存，之后的實(shí)時(shí)檢測(cè)圖像拼接就根據(jù)這兩個(gè)參 數(shù)將圖像平移、旋轉(zhuǎn)，再進(jìn)行圖像融合即可。得到完整的通道車(chē)輛圖像后，利用車(chē)牌識(shí)別算法提取車(chē)牌號(hào)碼。視頻處理器的輸出端口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與上位機(jī)相連，將提取的時(shí)間、 車(chē)牌等信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口傳送給上位機(jī)，并接收上位機(jī)發(fā)出的控制命令， 對(duì)雙目視頻采集器、視頻存儲(chǔ)器進(jìn)行控制。本實(shí)施例還提供了施工安裝拓?fù)鋱D規(guī)劃功能，根據(jù)雙目視頻檢測(cè)器內(nèi) 攝像機(jī)的照射參數(shù)計(jì)算出每臺(tái)檢測(cè)器的有效檢測(cè)區(qū)域，再根據(jù)停車(chē)場(chǎng)的建 筑結(jié)構(gòu)提供施工解決方案。本實(shí)施例在使用過(guò)程中成本低，實(shí)時(shí)性高，準(zhǔn)確度高，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單， 具備良好的商業(yè)實(shí)用性。權(quán)利要求1、視頻通道車(chē)輛檢測(cè)器，其特征在于包括雙目視頻采集器、視頻存儲(chǔ)器、視頻處理器和網(wǎng)絡(luò)接口；所述的雙目視頻采集器，包括兩臺(tái)攝像機(jī)和A\D轉(zhuǎn)換電路，兩臺(tái)攝像機(jī)之間的距離為15厘米～30厘米；兩臺(tái)攝像機(jī)分別拍攝其對(duì)應(yīng)通道內(nèi)的圖像，并具有一定的重合視場(chǎng)，重合視場(chǎng)的寬度范圍為15厘米～30厘米；兩臺(tái)攝像機(jī)所攝取的模擬信號(hào)通過(guò)A\D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像信號(hào)；A\D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號(hào)輸出接口與視頻存儲(chǔ)器的視頻數(shù)據(jù)輸入接口相連，將采集到的通道視頻數(shù)字圖像信息輸出給視頻存儲(chǔ)器；視頻存儲(chǔ)器的視頻數(shù)據(jù)輸出接口與視頻處理器相連，將接收到的通道視頻數(shù)字圖像信號(hào)傳送給視頻處理器，視頻處理器對(duì)接收到的雙目視頻圖像做分析處理提取相關(guān)信息；視頻處理器的輸出端口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與上位機(jī)相連，將視頻處理器提取到的各類(lèi)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給上位機(jī)，并接收上位機(jī)發(fā)出的控制命令，對(duì)雙目視頻采集器、視頻存儲(chǔ)器進(jìn)行控制。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種視頻通道車(chē)輛檢測(cè)器，屬于城市室內(nèi)停車(chē)場(chǎng)通道車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。該檢測(cè)器包括雙目視頻采集器、視頻存儲(chǔ)器、視頻處理器和網(wǎng)絡(luò)接口。雙目視頻采集器由兩臺(tái)攝像機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換電路組成，兩臺(tái)攝像機(jī)分別拍攝其對(duì)應(yīng)通道內(nèi)的圖像，并且具有一定的重合視場(chǎng)。A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號(hào)輸出接口與視頻存儲(chǔ)器的視頻數(shù)字輸入接口相連，視頻存儲(chǔ)器的視頻數(shù)字輸出接口與視頻處理器相連，將接收到的通道視頻數(shù)字圖像信號(hào)傳送給視頻處理器做分析處理提取相關(guān)信息，視頻處理器的輸出端口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與上位機(jī)相連。本實(shí)用新型有效的解決了雙通道中央的視角盲區(qū)問(wèn)題，同時(shí)還具有成本低，實(shí)時(shí)性高，準(zhǔn)確度高，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08G1/01GK201345166SQ200820233858
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者丁學(xué)爽, 榕 唐, 蔣大林, 馬軍強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)