一种可定位的大型车辆运行管理系统及其运行方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可定位的大型车辆运行管理系统及其运行方法，属于定位技术领 域。
【背景技术】
[0002] 近年来随着经济的快速发展，大型车辆应用越来越频繁，而车辆在使用中若出现 突发性事件，比如大型车辆或车辆内运送货品出现盗窃或自身发生交通事故等事件，现有 车辆都无法取得一手详细的资料数据以证明事件的原由责任，这些都需要对公共道路上运 行的大型车辆进行管理跟踪。
[0003] 现有的车辆运行管理方案，主要是通过设置监控设备进行视频记录来实现，但是， 传统的监控设备仍然解决不了视觉盲区等的问题，而且目前并未出现一种完善的大型车辆 运行管理系统进行统一管理。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种可定位的大型车辆运行管理系统；
[0005] 本发明还提供了上述大型车辆运行管理系统的运行方法；
[0006] 本发明解决了车辆行驶中的视觉盲区，降低自身发生交通事故风险同时保障货品 的安全。
[0007] 术语解释
[0008] 1、FPGA，是英文Field-Programmable GateArray的缩写，即现场可编程门阵列。
[0009] 2、全景拼接，即全景图像拼接，指将对同一场景、不同角度之间存在相互重叠的图 像序列进行图像配准，再将图像融合成一张包含各图像信息的高清图像的技术。
[0010] 3、MCU，是英文Micro Control Unit的缩写，中文名称为微控制单元，又称单片微 型计算机（Single Chip Microcomputer)或者单片机。
[0011] 4、采集控制，是指对摄像头进行图像数据采集并对数据进行分析处理，对于异常 数据进行报警。
[0012] 5、图像识别，是指利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式 的目标和对像的技术。
[0013] 6、障碍物判别，是图像识别的一种。
[0014] 7、图像配准，是指对两幅或多幅具有重叠区域的图像采取一定的匹配策略，将两 幅或多幅图像变换到同一坐标系下的过程。
[0015] 8、SIFT，即尺度不变特征转换（Scale-invariantfeaturetransform, SIFT)。
[0016] 9、图像融合：图像拼接中调整配准后图像的像素值的处理过程，它使图像在拼接 后看不出拼接的痕迹，同时融合后的图像尽可能保持图像的质量不被改变。
[0017] 本发明的技术方案为：
[0018] -种可定位的大型车辆运行管理系统，包括通信定位系统及视频图像处理系统， 所述通信定位系统对车辆进行实时定位，获取车辆的位置信息，所述视频图像处理系统对 多路摄像头拍摄的图像进行全景拼接，并通过通信定位系统将全景拼接后多路摄像头拍摄 的图像及其对应的车辆的位置信息周期性上传至后台管理平台，所述位置信息包括：经度 坐标、炜度坐标。后台管理平台即后台管理信息系统，可人机交互，可供管理人员查看、操 作。
[0019] 本发明对多路摄像头拍摄的图像进行全景拼接，消除了视觉盲区，更好的实现车 辆运行中的管理工作，实用性较强，成本低，易于实现。
[0020] 根据本发明优选的，所述通信定位系统包括主控MCU及分别与所述主控MCU连接 的北斗定位模块、3G/4G通信模块；
[0021] 根据本发明优选的，所述北斗定位模块用于实时获取车辆的位置信息，所述3G/4G 通信模块用于将全景拼接后多路摄像头拍摄的图像及其对应的车辆的位置信息周期性上 传至后台管理平台。
[0022] 根据本发明优选的，所述视频图像处理系统包括FPGA视频控制器及与所述FPGA 视频控制器分别连接的显示屏、存储模块、多路摄像头及语音警示模块，所述FPGA视频控 制器通过VGA/HDMI接口连接所述显示屏，所述FPGA视频控制器通过协议报文与所述主控 MCU交互信息。
[0023] 根据本发明优选的，当车辆行驶速度低于V时，所述多路摄像头周期性拍摄图像， V的取值范围为（3-10)Km/h，周期的取值范围为（20-40) s ;否则，所述多路摄像头实时进行 视频摄像，实时获取的视频经FPGA视频控制器全景拼接处理输出至显示屏，供驾驶员实时 监控车辆内情况；以保证驾驶员安全行驶。
[0024]拍摄图像的目的是为了取证，车速太快时很难获取清晰的图像，并且，一般发生偷 窃货物或车辆事故时，车辆是低速或停止的，当车辆行驶速度低于V时，所述多路摄像头拍 摄图像，节省资源成本的同时可以实现更好的管理；另外，周期性拍摄可以减少工作量和存 储量，同时保证正常运行。
[0025] 所述FPGA视频控制器对所述多路摄像头获取的摄像头数据进行采集控制、全景 拼接、图像识别、障碍物判别；所述摄像头数据包括所述多路摄像头拍摄的图像及视频；当 检测出有障碍物离车辆距离小于（1. 5_2)m时，所述语音警示模块发出警示音。
[0026] 根据本发明优选的，所述主控MCU的型号为STM32F103,所述北斗定位模块的型号 为ATGM336H，所述3G/4G通信模块的型号为ME906E。
[0027] 根据本发明优选的，所述FPGA视频控制器的型号为EP4CE30F23C6 ;所述存 储模块是指型号为MT47H64M16HR的DDR2内存储器；所述语音警示模块是指型号为 NY3P087BS8S0P-8 的语音 1C。
[0028] 根据本发明优选的，所述多路摄像头包括前视摄像头、后视摄像头、左视摄像头、 右视摄像头、顶视摄像头。
[0029] 上述大型车辆运行管理系统的运行方法，具体步骤包括：
[0030] 所述北斗定位模块实时获取车辆的位置信息，同时，当车辆行驶速度低于V时，所 述多路摄像头周期性拍摄图像，否则，所述多路摄像头实时进行视频摄像，实时获取的视 频经FPGA视频控制器全景拼接处理后输出至显示屏，供驾驶员实时监控车辆内情况；所 述FPGA视频控制器还对所述多路摄像头拍摄的图像进行采集控制、全景拼接、图像识别及 障碍物的判别，检测出有障碍物离车辆距离小于（1. 5-2)m时，所述语音警示模块发出警示 音；经过所述FPGA视频控制器处理后的所述多路摄像头拍摄的图像及其对应的车辆的位 置信息通过所述3G/4G通信模块周期性上传至后台管理平台。
[0031] 根据本发明优选的，所述全景拼接，具体步骤包括：
[0032] (1)图像预处理：对图像依次进行图像去噪、几何校正处理；对失真的图像进行几 何校正，把存在几何失真的图像校正为无几何失真的图像；以免影响图像拼接后续环节的 精度。
[0033] (2)图像配准；
[0034] A、SIFT特征提取
[0035] a、构造高斯差分尺度空间D0G，检测尺度空间极值点：为了得到多尺度空间内的 稳定关键点，利用不同尺度的高斯差分与图像进行卷积，构成高斯差分尺度空间D0G，如式 (I)所示：
[0036] D(x, y, 〇) = (G (x, y, k 〇 )-G (x, y, 〇 )) *1 (x, y) = L (x, y, k 〇 )-L (x, y, 〇 )
(I )
[0037] 式（I )_ 〇是指图像中任一像素点的尺度坐标， (x，y)是指图像中任一像素点的空间坐标，L(x，y，〇)是指通过所述多路摄像头拍摄的二 维图像的尺度空间；D(x，y，〇)为尺度空间函数，G(x，y，k〇)为尺度可变高斯函数，k为相 邻两个尺度空间倍数的常数；I (x，y)是指原始图像；