一種違規(guī)加長車輛實時檢測方法本發(fā)明是申請?zhí)枮?01510101588.4、申請日為2015年3月8日、發(fā)明名稱為“一種違規(guī)加長車輛實時檢測方法”的專利的分案申請。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及交通監(jiān)管領(lǐng)域，尤其涉及一種違規(guī)加長車輛實時檢測方法。

背景技術(shù)：
車輛改裝，已經(jīng)成為車輛擁有者尤其是年輕人的青睞，他們認為，改裝后的車輛更有符合自己需求和氣質(zhì)的個性，因而，汽車改裝廠也日益增多，然而一些改裝是違規(guī)的，例如換車廂、加長、加高貨箱尺寸以及加裝車載電器等，這樣的改裝車輛上路，不僅會給自身帶來隱患，而且容易造成道路交通事故，因而，成為道路交通管理部門重點打擊的對象之一。出于經(jīng)濟利益的考慮，車輛違規(guī)加長的現(xiàn)象是車輛改裝中最突出的類型，因為違規(guī)加長的車輛能夠運輸更多貨物和乘客，相同的運輸里程能獲得更多的收益，同時，違規(guī)加長的車輛在高速公路收費時能減少甚至避免產(chǎn)生通行費用，為車主減少了不菲的通行成本。現(xiàn)有技術(shù)中，除了對車輛進行年檢，各地車輛管理部門還定期對目測涉嫌違規(guī)加長的車輛進行車輛外形尺寸的檢測，具體為人工使用鋼卷尺、角度尺等工具進行測量，同時高速公路收費口的工作人員也是通過目測涉嫌違規(guī)加長的車輛進行車輛外形尺寸的檢測，對涉嫌違規(guī)加長的車輛也是使用人工測量的方式進行檢測，這樣的檢測模式效率低下，人工成本高，而且誤差較大。因此，需要一種違規(guī)加長車輛實時檢測方法，替代傳統(tǒng)的目測人工檢測的模式，采用電子檢測的方式實時對通行車輛進行自動車輛違規(guī)加長檢測，減少通行車輛和檢測人員的檢測時間，提高檢測的準確性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種違規(guī)加長車輛實時檢測方法，針對高速公路收費口的通行車輛，通過圖像識別技術(shù)獲得車輛車牌編號，通過無線通信技術(shù)在遠端交通管理平臺的服務(wù)器中查詢與車輛車牌編號對應(yīng)的車輛規(guī)定長度，通過兩個攝像頭的同時拍攝獲取車輛實際長度，從而判斷當(dāng)前通行車輛是否違規(guī)加長，整個檢測系統(tǒng)為全電子操作方式，節(jié)省了大量的人工成本。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種違規(guī)加長車輛實時檢測方法，該方法包括：1)提供一種違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)設(shè)置在高速公路收費口，所述采集系統(tǒng)包括一個頂置攝像頭、二個側(cè)置攝像頭、車牌檢測器、車長檢測器、無線通信接口和ARM11處理器，所述頂置攝像頭用于拍攝通行車輛的車牌圖像，所述二個側(cè)置攝像頭以上下垂直方式設(shè)置，同時拍攝通行車輛的第一側(cè)面圖像和第二側(cè)面圖像，所述車牌檢測器用于識別車牌圖像中的車牌編號，所述車長檢測器采用雙目測距模式基于所述第一側(cè)面圖像和所述第二側(cè)面圖像得到車輛實際長度，所述ARM11處理器與所述車牌檢測器、所述車長檢測器和所述無線通信接口分別連接，將所述車牌編號通過無線通信接口發(fā)送到交通管理平臺以獲得反饋的車輛規(guī)定長度，并基于所述車輛實際長度和所述車輛規(guī)定長度確定通行車輛是否違規(guī)加長；2)使用所述系統(tǒng)進行檢測。更具體地，在所述違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)中，還包括：USB通信接口，用于插入外部U盤，以自動讀取外部U盤中存儲的二個側(cè)置攝像頭的相同的焦距F、二個側(cè)置攝像頭的光心間距D、車輛上限灰度閾值和車輛下限灰度閾值，所述焦距F和所述光心間距D為交通管理部門預(yù)先對兩個側(cè)置攝像頭進行標定而獲得的參數(shù)，所述車輛上限灰度閾值和所述車輛下限灰度閾值用于將圖像中的車輛與背景分開；靜態(tài)存儲器，與所述USB通信接口連接，用于讀取并存儲所述焦距F、所述光心間距D、所述車輛上限灰度閾值和所述車輛下限灰度閾值；所述頂置攝像頭被安置在收費口正前方的橫桿上，用于拍攝通行車輛的車牌圖像；所述二個側(cè)置攝像頭被安置在收費口一側(cè)的豎桿上，以上下垂直方式設(shè)置，同時拍攝通行車輛的第一側(cè)面圖像和第二側(cè)面圖像，所述第一側(cè)面圖像為豎桿上方側(cè)置攝像頭所拍攝，所述第二側(cè)面圖像為豎桿下方側(cè)置攝像頭所拍攝；所述車牌檢測器包括存儲單元和車牌識別單元，所述存儲單元預(yù)先存儲了車牌基準圖案，所述車牌基準圖案為對基準車牌拍攝所獲得的圖像，所述車牌識別單元與所述頂置攝像頭和所述存儲單元分別連接，基于所述車牌基準圖案識別出所述車牌圖像中的通行車輛車牌圖案，并識別所述通行車輛車牌圖案對應(yīng)的車牌編號；所述車長檢測器與所述二個側(cè)置攝像頭和所述靜態(tài)存儲器分別連接，所述車長檢測器包括預(yù)處理單元、車體側(cè)面識別單元、車輛距離計算單元和車體長度計算單元，所述預(yù)處理單元與所述二個側(cè)置攝像頭分別連接，對所述第一側(cè)面圖像和所述第二側(cè)面圖像都執(zhí)行對比度增強、自適應(yīng)遞歸濾波和灰度化處理，以獲得第一灰度化側(cè)面圖像和第二灰度化側(cè)面圖像，所述車體側(cè)面識別單元與所述預(yù)處理單元和所述靜態(tài)存儲器分別連接，將所述第一灰度化側(cè)面圖像中灰度值在所述車輛上限灰度閾值和所述車輛下限灰度閾值之間的像素識別并組成第一車輛側(cè)面子圖像，將所述第二灰度化側(cè)面圖像中灰度值在所述車輛上限灰度閾值和所述車輛下限灰度閾值之間的像素識別并組成第二車輛側(cè)面子圖像，所述車輛距離計算單元與所述車體側(cè)面識別單元和所述靜態(tài)存儲器分別連接，基于車輛側(cè)面同一位置分別在第一車輛側(cè)面子圖像和第二車輛側(cè)面子圖像中的不同像素點水平位置X1和X2，以及基于所述焦距F和所述光心間距D，計算通行車輛車體側(cè)面距離所述二個側(cè)置攝像頭的水平距離X，所述車體長度計算單元與所述車輛距離計算單元和所述車體側(cè)面識別單元分別連接，基于所述第一車輛側(cè)面子圖像確定通行車輛在所述第一車輛側(cè)面子圖像中的成像車體長度，并基于所述成像車體長度和所述水平距離計算車輛實際長度；所述無線通信接口與遠端的交通管理平臺建立雙向無線通信鏈路；所述ARM11處理器與所述車牌識別單元、所述車體長度計算單元和所述無線通信接口分別連接，接收所述車牌編號并轉(zhuǎn)發(fā)給所述無線通信接口以獲得反饋的車輛規(guī)定長度，將所述車輛實際長度和所述車輛規(guī)定長度進行比較，當(dāng)所述車輛實際長度超過所述車輛規(guī)定長度達到預(yù)定長度時，發(fā)出通行車輛違規(guī)加長信號；雙聲道揚聲器，與所述ARM11處理器連接，用于播放與所述車輛違規(guī)加長信號對應(yīng)的語音提示文件；液晶顯示屏，與所述ARM11處理器連接，用于顯示與所述車輛違規(guī)加長信號對應(yīng)的提示文字；供電器件，與所述ARM11處理器連接，用于在所述ARM11處理器的控制下，為所述檢測系統(tǒng)提供各種不同的電力供應(yīng)模式，所述各種不同的電力供應(yīng)模式包括省電模式和正常模式；其中，所述預(yù)處理單元、所述車體側(cè)面識別單元、所述車輛距離計算單元和所述車體長度計算單元分別采用不同的FPGA芯片來實現(xiàn)。更具體地，在所述違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)中：所述車輛距離計算單元基于車輛側(cè)面同一位置分別在第一車輛側(cè)面子圖像和第二車輛側(cè)面子圖像中的不同像素點水平位置X1和X2，以及基于所述焦距F和所述光心間距D，計算通行車輛車體側(cè)面距離所述二個側(cè)置攝像頭的水平距離X具體為：更具體地，在所述違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)中：所述ARM11處理器當(dāng)所述車輛實際長度未超過所述車輛規(guī)定長度達到預(yù)定長度時，發(fā)出通行車輛未違規(guī)加長信號。更具體地，在所述違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)中：所述靜態(tài)存儲器預(yù)先存儲了所述預(yù)定長度，與所述ARM11處理器連接以向所述ARM11處理器提供所述預(yù)定長度。附圖說明以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中：圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)的車牌檢測器的結(jié)構(gòu)方框圖。具體實施方式下面將參照附圖對本發(fā)明的違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)的實施方案進行詳細說明。所謂違規(guī)改裝，就是車輛使用者出于各種目的，未經(jīng)有關(guān)部門批準，自行改變原生產(chǎn)廠的設(shè)計、改動零件或尺寸、數(shù)量和安裝位置的措施。違規(guī)改裝的車輛在道路上行駛時可能造成以下危害：1、經(jīng)過改裝的車輛單項性能指標可能有一定的提高，但綜合性能可能發(fā)生改變，進而產(chǎn)生安全隱患。2、改裝過程中可能損害原車裝配質(zhì)量，造成漏氣、漏油、制動液滲、漏電短路等故障隱患。3、車輛改裝不當(dāng)對車輛駕駛或其他交通參與者的安全帶來威脅。4、汽車廠商對車輛私自改裝部分以及因私自改裝造成的車輛損壞，一律不予保修。5、改裝車在外形或技術(shù)等方面都有抄襲之嫌，侵犯設(shè)計者的專利權(quán)。6、因車輛改裝對事故原因或事故后果產(chǎn)生直接關(guān)系的，保險公司可能根據(jù)具體情況，拒絕賠付或使賠付打折。違規(guī)加長是車輛違規(guī)改裝的一種重要的表現(xiàn)形式，然而現(xiàn)有技術(shù)中的違規(guī)加長檢測還是依賴人工目測篩選、對嫌疑車輛人工測量的方式，這種方式浪費檢測部門和通行車輛的大量時間成本和人工成本，檢測效率不高。本發(fā)明搭建了一種違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)，設(shè)置在高速公路收費口，采用三個攝像頭對通行車輛進行通信車輛信息的提取，并依賴無線通信技術(shù)和多種圖像處理技術(shù)獲得車輛實際長度和車輛規(guī)定長度，從而達到自動判斷通行車輛是否違規(guī)加長的目的。圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述檢測系統(tǒng)包括一個頂置攝像頭1、二個側(cè)置攝像頭2和3、車牌檢測器4、車長檢測器5、無線通信接口6和ARM11處理器7，所述頂置攝像頭1用于拍攝通行車輛的車牌圖像，所述二個側(cè)置攝像頭2和3以上下垂直方式設(shè)置，同時拍攝通行車輛的第一側(cè)面圖像和第二側(cè)面圖像，所述車牌檢測器4用于識別車牌圖像中的車牌編號，所述車長檢測器5采用雙目測距模式基于所述第一側(cè)面圖像和所述第二側(cè)面圖像得到車輛實際長度，所述ARM11處理器7與所述車牌檢測器4、所述車長檢測器5和所述無線通信接口6分別連接，將所述車牌編號通過無線通信接口6發(fā)送到交通管理平臺以獲得反饋的車輛規(guī)定長度，并基于所述車輛實際長度和所述車輛規(guī)定長度確定通行車輛是否違規(guī)加長。接著，繼續(xù)對本發(fā)明的違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)進行進一步的說明。所述檢測系統(tǒng)還包括：USB通信接口，用于插入外部U盤，以自動讀取外部U盤中存儲的二個側(cè)置攝像頭2和3的相同的焦距F、二個側(cè)置攝像頭2和3的光心間距D、車輛上限灰度閾值和車輛下限灰度閾值，所述焦距F和所述光心間距D為交通管理部門預(yù)先對兩個側(cè)置攝像頭進行標定而獲得的參數(shù)，所述車輛上限灰度閾值和所述車輛下限灰度閾值用于將圖像中的車輛與背景分開。所述檢測系統(tǒng)還包括：靜態(tài)存儲器，與所述USB通信接口連接，用于讀取并存儲所述焦距F、所述光心間距D、所述車輛上限灰度閾值和所述車輛下限灰度閾值。所述頂置攝像頭1被安置在收費口正前方的橫桿上，用于拍攝通行車輛的車牌圖像。所述二個側(cè)置攝像頭2和3被安置在收費口一側(cè)的豎桿上，以上下垂直方式設(shè)置，同時拍攝通行車輛的第一側(cè)面圖像和第二側(cè)面圖像，所述第一側(cè)面圖像為豎桿上方側(cè)置攝像頭2所拍攝，所述第二側(cè)面圖像為豎桿下方側(cè)置攝像頭3所拍攝。如圖2所示，所述車牌檢測器4包括存儲單元41和車牌識別單元42，所述存儲單元41預(yù)先存儲了車牌基準圖案，所述車牌基準圖案為對基準車牌拍攝所獲得的圖像，所述車牌識別單元42與所述頂置攝像頭1和所述存儲單元41分別連接，基于所述車牌基準圖案識別出所述車牌圖像中的通行車輛車牌圖案，并識別所述通行車輛車牌圖案對應(yīng)的車牌編號。所述車長檢測器5與所述二個側(cè)置攝像頭2和3和所述靜態(tài)存儲器分別連接，所述車長檢測器5包括預(yù)處理單元、車體側(cè)面識別單元、車輛距離計算單元和車體長度計算單元，所述預(yù)處理單元與所述二個側(cè)置攝像頭2和3分別連接，對所述第一側(cè)面圖像和所述第二側(cè)面圖像都執(zhí)行對比度增強、自適應(yīng)遞歸濾波和灰度化處理，以獲得第一灰度化側(cè)面圖像和第二灰度化側(cè)面圖像，所述車體側(cè)面識別單元與所述預(yù)處理單元和所述靜態(tài)存儲器分別連接，將所述第一灰度化側(cè)面圖像中灰度值在所述車輛上限灰度閾值和所述車輛下限灰度閾值之間的像素識別并組成第一車輛側(cè)面子圖像，將所述第二灰度化側(cè)面圖像中灰度值在所述車輛上限灰度閾值和所述車輛下限灰度閾值之間的像素識別并組成第二車輛側(cè)面子圖像。所述車輛距離計算單元與所述車體側(cè)面識別單元和所述靜態(tài)存儲器分別連接，基于車輛側(cè)面同一位置分別在第一車輛側(cè)面子圖像和第二車輛側(cè)面子圖像中的不同像素點水平位置X1和X2，以及基于所述焦距F和所述光心間距D，計算通行車輛車體側(cè)面距離所述二個側(cè)置攝像頭2和3的水平距離X，所述車體長度計算單元與所述車輛距離計算單元和所述車體側(cè)面識別單元分別連接，基于所述第一車輛側(cè)面子圖像確定通行車輛在所述第一車輛側(cè)面子圖像中的成像車體長度，并基于所述成像車體長度和所述水平距離計算車輛實際長度。所述無線通信接口6與遠端的交通管理平臺建立雙向無線通信鏈路；所述ARM11處理器7與所述車牌識別單元42、所述車體長度計算單元和所述無線通信接口6分別連接，接收所述車牌編號并轉(zhuǎn)發(fā)給所述無線通信接口6以獲得反饋的車輛規(guī)定長度，將所述車輛實際長度和所述車輛規(guī)定長度進行比較，當(dāng)所述車輛實際長度超過所述車輛規(guī)定長度達到預(yù)定長度時，發(fā)出通行車輛違規(guī)加長信號。所述檢測系統(tǒng)還包括：雙聲道揚聲器，與所述ARM11處理器7連接，用于播放與所述車輛違規(guī)加長信號對應(yīng)的語音提示文件。所述檢測系統(tǒng)還包括：液晶顯示屏，與所述ARM11處理器7連接，用于顯示與所述車輛違規(guī)加長信號對應(yīng)的提示文字。所述檢測系統(tǒng)還包括：供電器件，與所述ARM11處理器7連接，用于在所述ARM11處理器7的控制下，為所述檢測系統(tǒng)提供各種不同的電力供應(yīng)模式，所述各種不同的電力供應(yīng)模式包括省電模式和正常模式。其中，所述預(yù)處理單元、所述車體側(cè)面識別單元、所述車輛距離計算單元和所述車體長度計算單元可以分別采用不同的FPGA芯片來實現(xiàn)，也可以采用同一個FPGA芯片進行集成。其中，在所述檢測系統(tǒng)中，所述車輛距離計算單元基于車輛側(cè)面同一位置分別在第一車輛側(cè)面子圖像和第二車輛側(cè)面子圖像中的不同像素點水平位置X1和X2，以及基于所述焦距F和所述光心間距D，計算通行車輛車體側(cè)面距離所述二個側(cè)置攝像頭2和3的水平距離X具體為：所述ARM11處理器7當(dāng)所述車輛實際長度未超過所述車輛規(guī)定長度達到預(yù)定長度時，發(fā)出通行車輛未違規(guī)加長信號；所述靜態(tài)存儲器可以預(yù)先存儲了所述預(yù)定長度，與所述ARM11處理器7連接以向所述ARM11處理器7提供所述預(yù)定長度。另外，ARM11系列微處理器是ARM公司推出的RISC處理器，該系列主要有ARM1136J，ARM1156T2和ARM1176JZ三個內(nèi)核型號，分別針對不同應(yīng)用領(lǐng)域。對于各種無線移動應(yīng)用，毫無節(jié)制的提供高性能處理器是無用的。同成本控制類似，功耗的控制也是一個重要因素。ARM11系列處理器展示了在性能上的提升，首先推出350M～500MHz時鐘頻率的內(nèi)核，在未來將上升到1GHz時鐘頻率ARM11處理器在提供高性能的同時，也允許在性能和功耗間做權(quán)衡以滿足某些特殊應(yīng)用。通過動態(tài)調(diào)整時鐘頻率和供應(yīng)電壓，開發(fā)者完全可以控制這兩者的平衡。在0.13um工藝，1.2v條件下，RM11處理器的功耗可以低至0.4mW/MHz。ARM11處理器同時提供了可綜合版本和半定制硬核兩種實現(xiàn)?？删C合版本可以讓客戶根據(jù)自己的半導(dǎo)體工藝開發(fā)出各有特色的處理器內(nèi)核，并保持足夠靈活性。ARM實現(xiàn)的硬核則是為了滿足那些極高性能和速度要求的應(yīng)用，同時為客戶節(jié)省實現(xiàn)的成本和時間。為了讓客戶更方便地走完實現(xiàn)流程，ARM11處理器采用了易于綜合的流水線結(jié)構(gòu)，并和常用的綜合工具以及ARMcompiler良好結(jié)合，確保了客戶可以成功并迅速的達到時序收斂。目前已有的ARM11處理器在不包含Cache的情況下面積小于2.7mm2，對于當(dāng)前復(fù)雜的SoC設(shè)計來說，如此小的尺寸對芯片成本的降低是極其重要的。ARM11處理器在很多方面為軟件開發(fā)者帶來便利。一方面，他包含了更多的多媒體處理指令來加速視頻和音頻處理；另一方面，他的存儲器系統(tǒng)進一步提高了操作系統(tǒng)的性能；此外，還提供了指令來加速實時性能和中斷的響應(yīng)。ARM11處理器從設(shè)計伊始就注重更容易地與其他處理器共享數(shù)據(jù)，以及從非ARM的處理器上移植軟件。此外，ARM還開發(fā)了基于ARM11系列的多處理器系統(tǒng)——MPCORE(由二個到四個ARM11內(nèi)核組成)。ARM11處理器是為了有效的提供高性能處理能力而設(shè)計的。在這里需要強調(diào)的是，ARM并不是不能設(shè)計出運行在更高頻率的處理器，而是，在處理器能提供超高性能的同時，還要保證功耗、面積的有效性。ARM11優(yōu)秀的流水線設(shè)計是這些功能的重要保證。ARM11處理器的流水線和以前的ARM內(nèi)核不同，它由8級流水線組成，可以比5級流水線的ARM9達到更高的運行頻率。從通常的角度說，過長的流水線往往會削弱指令的執(zhí)行效率。一方面，如果隨后的指令需要用到前面指令的執(zhí)行結(jié)果作為輸入，他就需要等到前面指令執(zhí)行完。ARM11處理器避免這種流水線中的數(shù)據(jù)沖突，他可以讓指令執(zhí)行的結(jié)果快速進入到后面指令的流水線中。另一方面，如果指令執(zhí)行的正常順序被打斷(如出現(xiàn)跳轉(zhuǎn)指令)，普通流水線處理器往往要付出更大的代價，ARM11通過實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)預(yù)測技術(shù)來保持最佳的流水線效率。采用本發(fā)明的違規(guī)加長車輛實時檢測系統(tǒng)，針對現(xiàn)有違規(guī)加長車輛檢測系統(tǒng)耗費大量人工成本和時間成本的技術(shù)問題，通過無線通信技術(shù)和圖像識別技術(shù)獲得通行車輛的規(guī)定車長，通過兩臺攝像設(shè)備的拍攝和高效的圖像處理技術(shù)實時獲得通行車輛的實時車長，從而在無人工參與的情況下，自動實現(xiàn)違規(guī)加長車輛的檢測。可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。