专利名称：一种车辆超速检测报警系统及其车辆超速检测方法
技术领域：
本发明涉及车辆安全驾驶相关的汽车电子控制技术领域，具体涉及一种路况标牌扫描识别、超速检测及报警系统及其车辆超速检测方法。
背景技术：
根据国家相关规定，高速公路最高限速为120km/h。但这里说的是最高限速为120km/h，在我们实际行驶当中，每条高速甚至每条车道、每个区块都有不同的限速。一般国内高速最内侧车道都是限速120km每小时，之后向外的车道速度依次降低。车辆应各行其道，车速应控制在行驶路段对应的限制速度内，否则会发生超速甚至交通事故。 为了保持车辆正常行驶，目前可以采取以下方式I、驾驶者自行判断不同高速道路不同路段都有每条车道、每个区块的限速标志牌，标志牌有限制速度，驾驶者可以通过标志牌及当前行驶车道确定当前车辆所在路段的限制速度；同时从车速显示仪表处获取当前车速，通过对比当前速度和限制速度判断是否超速。采用此方式保证不超速安全驾驶具有以下缺点驾驶者需要保证记住此路段的限制速度，并经常观察车速显示仪表保证不超过限制速度，经常观察车速显示仪表可能导致危险发生。如果驾驶者没有注意到限速标志牌，就不能确定车当前所在路段的限制车速，只有到下一个限速标志牌出现时才能确定限制速度，中间的行驶路段就很有可能出现超速情况。2、路面测速警示为了对驾驶者的超速起到警示作用，在路段上设置有车辆测速系统，包括测速雷达和拍摄装置。利用测速雷达对经过的车辆测速，检测到超速时启动拍摄装置对超速车辆进行图像拍摄，然后对超速驾驶进行处罚。该方式对驾驶者超速起到一定警示作用，使驾驶者在设有雷达测速区的路段尽量不超速驾驶，但无法对整个路段起到警示作用。可见，目前缺乏一种高速公路分道限速自动报警提示的方法和装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆超速检测报警系统及其车辆超速检测方法，提高高速行驶超速检测的自动性、准确性、实时性和全面性。利用摄像头采集车辆分道限制速度和车辆当前行驶速度图像，利用成熟的图像鉴别技术，提取数值信息，自动进行对比检测，控制报警系统进行报警提醒。本发明提供一种车辆超速检测方法，包括根据所拍摄的车外图像中限速标志牌上的速度标识信息和解除限速标志牌信息，确定车当前所在路段的限制速度；
根据所拍摄的车辆行驶车道信息，确定车辆所在车道的限制速度；根据所拍摄的车内车速显示仪表图像上的速度信息，确定被检测车的当前车速；根据所述当前车速和限制速度，进行超速检测。本发明还提供一种车辆超速检测报警系统，包括常用的车辆超速检测装置，其中包括控制报警单元；第一摄像装置，安 装在所述车辆上，以第一设定频率进行车外图像拍摄，并将拍摄的车外图像发送给所述车辆超速检测装置；第二摄像装置，安装在所述车辆上，以第二设定频率进行车道图像拍摄，并将拍摄的车道图像发送给所述车辆超速检测装置；第三摄像装置，安装在所述车辆上，以第三设定频率进行车内车速显示仪表图像拍摄，并将拍摄的车速显示仪表图像发送给所述车辆超速检测装置；报警装置，由车辆超速检测装置中的控制报警单元控制，在车辆超速时报警。具体技术方案如下一种车辆超速检测报警系统，包括车辆超速检测装置，报警装置，第一摄像装置，第二摄像装置和第三摄像装置，其中，所述第一摄像装置，第二摄像装置和第三摄像装置均安装在车辆上，并分别通讯连接和/或电连接至车辆超速检测装置并可向其发送拍摄的车道图像；所述车辆超速检测装置通讯连接和/或电连接至所述报警装置，其控制报警装置在车辆超速时报警。进一步地，所述第一摄像装置以第一设定频率进行车外图像拍摄，并将拍摄的车外图像发送给所述车辆超速检测装置；所述第二摄像装置以第二设定频率进行车道图像拍摄，并将拍摄的车道图像发送给所述车辆超速检测装置；所述第三摄像装置以第三设定频率进行车内车速显示仪表图像拍摄，并将拍摄的车速显示仪表图像发送给所述车辆超速检测装置。进一步地，所述车辆超速检测装置包括一控制报警单元，该控制报警单元控制报警装置在车辆超速时报警。进一步地，其为一汽车高速公路分道限速报警系统，其中，所述车辆超速检测装置用于对当前车速和分道限制速度V进行对比检测是否超速。进一步地，所述报警装置可以输出声音，和/或警示灯，和/或警示图像，所述车辆超速检测装置为本领域常用模块。上述车辆超速检测报警系统的车辆超速检测方法，采用如下步骤(I)摄像装置对高速路标志牌进行拍摄，根据所拍摄的车外图像中限速标志牌上的速度标识信息和解除限速标志牌信息，确定车辆当前所在路段的限制速度；(2)摄像装置对车辆行驶车道进行拍摄，根据所拍摄的车辆行驶车道信息，确定车辆所在车道的限制速度；(3)摄像装置对车辆显示仪表进行拍摄，根据所拍摄的车内车速显示仪表图像上的速度信息，确定被检测车的当前车速；(4)根据所述当前车速和限制速度，进行超速检测。进一步地，步骤(I)中，所述第一摄像装置对高速路标志牌进行拍摄；步骤(2)中，第二摄像装置对车辆行驶车道进行拍摄；步骤(3)中，第三摄像装置对车辆显示仪表进行拍摄；其中，当路段限制限速有效时，车辆超速检测装置启动第二摄像装置进行车辆行驶分道图像采集，当分道限速V有效时，车辆超速检测装置启动第三摄像装置进行车速显示仪表图像采集。进一步地，步骤(I)具体包括以下步骤(1-1)确定接收到所拍摄的车外图像时，执行步骤(1-2)；(1-2)检测所拍摄的车外图像中是否有限速或解除限速标志牌，可以利用现有的图像处理技术进行鉴别，若检测到限速标志牌，执行步骤(1-3)，若检测到解除限速标志牌，执行步骤(1-4);(1-3)确定车当前所在路段的限制速度为所述限速标志牌中的速度，并将限制速度设为有效；
(1-4)将车当前所在路段的的限制速度设为无效。进一步地，步骤(2)具体包括以下步骤(2-1)确定限制速度有效时，执行步骤(2-2)；(2-2)确定接收到所拍摄的车道图像，执行步骤(2-3)；(2-3)检测所拍摄的车外图像中是否有效或变道，若有效执行步骤(2-5)，若检测到变道图像，执行步骤(2-4)再执行(2-5)；(2-4)，确定当前车辆所在分道，并设为有效；(2-5)，确定车当前所在路段的限制速度为所述限速标志牌中的速度，并将限制速度设为有效。进一步地，步骤(3)具体包括以下步骤(3-1)确定限制速度V有效时，执行步骤(3-2)；(3-2)确定接收到所拍摄的车速显示仪表图像时，执行步骤(3-3)；(3-3)基于预先学习到的车速显示仪表图像的图像特征，从所拍摄的车速显示仪表图像中检测确定车速显示仪表的读数；(3-4)根据所确定的读数确定当前车速。与目前现有技术相比，本发明实现了车辆是否分道超速的自动检测及实时超速报警，提高了超速检测的自动性、准确性、实时性和全面性。
附图I为本发明车辆超速检测方法流程图；附图2为依照本发明实施实例的车辆超速检测方法流程图；附图3为依照本发明实施例中车辆超速报警系统框图。
具体实施例方式下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。如图I所示，该方法包括步骤步骤S10，根据所拍摄的车外图像中限速标志牌上的速度标识信息和解除限速标志牌信息，确定车当前所在路段的限制速度；步骤S20，根据所拍摄的车道图像信息，确定当前所在车道的限制速度；步骤S30，根据所拍摄的车内车速显示仪表图像的速度信息，确定被检测车的当前车速；步骤S40，根据所述当前车速和车辆当前所在路段所在分道的限制速度的比较结果，进行超速检测；步骤S50，检测到超速时，控制报警装置进行报警。该方法中车辆当前所在路段的限制速度的确定以接收到车外图像为触发条件，当前所在分道的确定以接受到车外道路图像为触发条件，当前车速的确定以接收到拍摄的车速显示仪表为触发条件，三个步骤之间无严格的先后执行顺序。该方法基于现有成熟的图像采集技术，自动检测车辆是否超速，从而可以及时提示驾驶者注意车速，整个过程不需要驾驶者参与，大大提高了超速检测的自动性、准确性、实时性和全面性。该系统还可以和汽车的行车电脑相结合，用于进行汽车行驶速度的控制。依照本发明的实例中，提供一种车辆超速检测方法，该方法的详细流程如图2所示，步骤SlO具体包括以下步骤步骤S101，确定接收到所拍摄的车外图像时，执行步骤S102 ；
具体地，上述图像由安置在车辆上的摄像头拍摄，摄像头的视野应保证能拍到路上的限速标志牌或解除限速标志牌，采集图像的频率应保证对象不会漏拍。步骤S102，检测所拍摄的车外图像中是否有限速或解除限速标志牌，可以利用现有的图像处理技术进行鉴别，若检测到限速标志牌，执行步骤S103，若检测到解除限速标志牌，执行步骤S104 ；步骤S103，确定车当前所在路段的限制速度为所述限速标志牌中的速度，并将限制速度设为有效；步骤S104，将车当前所在路段的的限制速度设为无效；检测到车外图像中有限速标志牌时，进行图像分割。具体过程为找出限速标志牌所在的位置、尺寸，如采用常用的轮廓线定位方法找出限速标志牌的轮廓后进行图像分割。分割出限速标志牌后进行速度识别，从而确定当前行驶路段的限制限速，具体的速度识别可以采用数字识别方法，这里不再详述。国内限速标志牌上的数字单位为公里/小时，与车速单位一致，新的限速标志牌出现之前，该限速值保持不变。本实施例中限制限速有两种状态有效和无效。限制速度有效时，说明当前车速应受限制。限制速度无效时，说明当前车速不受的限制。因此在步骤S103中在某一帧图像中检测到限速标志牌，则将设为有效，后面的若干帧只要不检测到解除限速标志牌或新的限速标志牌，则该限速值一直是有效的。在执行上述确定限制速度步骤的同时，执行确定当前所属分道限速V的步骤，步骤S20具体包括以下步骤步骤S201，确定限制速度有效时，执行步骤S202 ；步骤S202，确定接收到所拍摄的车道图像，执行步骤S203 ；步骤S203，检测所拍摄的车外图像中是否有效或变道，若有效执行步骤S205，若检测到变道图像，执行步骤S204再执行S205 ；步骤S204，确定当前车辆所在分道，并设为有效；步骤S205，确定车当前所在路段的限制速度为所述限速标志牌中的速度，并将限制速度设为有效；图像拍摄、检测、判断方法同步骤S10，这里不再详述。在执行上述确定分道限制速度步骤的同时，执行确定当前车速的步骤，步骤S30具体包括以下步骤步骤S301，确定限制速度V有效时，执行步骤S302 ；步骤S302，确定接收到所拍摄的车速显示仪表图像时，执行步骤S303 ；步骤S303，基于预先学习到的车速显示仪表图像的图像特征，从所拍摄的车速显示仪表图像中检测确定车速显示仪表的读数；步骤S304，根据所确定的读数确定当前车速。根据车速显示仪表的不同读数方式，进行不同方式的仪表读数识别。采用指针式仪表时，基于预先学习到的指针式仪表表盘组成部分的图像特征，在检测到的指针式仪表表盘所在区域中检测出各个内表表盘所在区域，确定各个内表的读数，以及各个内表读数的运算关系，确定指针式仪表的读数，确定当前车速；采用数字式显示仪表时，基于数字识 别可以更简单、直观、准确的确定当前车速。基于确定的分道限制速度V和当前车速，执行超速检测的步骤，进行超速检测是在V有效时进行，步骤S40具体包括步骤S401，确定V有效时，比较当前车速和限制速度；步骤S402，对比超速时，控制报警装置进行报警，报警信息的输出可以采用警示音、声音、警示灯、图像等方法。依照本发明实施二中，提供一种车辆超速报警系统，如图3所示，该系统包括车辆超速检测装置501，对当前车速和分道限制速度V进行对比检测是否超速，控制报警单元；第一摄像装置502，安装在所述车辆上，以第一设定频率进行车外图像拍摄，并将拍摄的车外图像发送给车辆超速检测装置；第二摄像装置503，安装在所述车辆上，以第二设定频率进行车外道路图像拍摄，并将拍摄的图像发送给车辆超速检测装置；第三摄像装置504，安装在所述车辆上，以第三设定频率进行车内车速显示仪表图像拍摄，并将拍摄的图像发送给车辆超速检测装置；为了减少不必要的数据采集，在路段限制限速有效时，车辆超速检测装置启动第二摄像装置503进行车辆行驶分道图像采集；分道限速V有效时，车辆超速检测装置启动第三摄像装置504进行车速显示仪表图像采集。报警装置505，由车辆超速检测装置中的控制报警单元控制，在车辆超速时报警，输出警示音、声音、警示灯、图像等。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种车辆超速检测报警系统，其特征在于，包括车辆超速检测装置，报警装置，第一摄像装置，第二摄像装置和第三摄像装置，其中， 所述第一摄像装置，第二摄像装置和第三摄像装置均安装在车辆上，并分别通讯连接和/或电连接至车辆超速检测装置并可向其发送拍摄的车道图像； 所述车辆超速检测装置通讯连接和/或电连接至所述报警装置，其控制报警装置在车辆超速时报警。
2.如权利要求I所述的车辆超速检测报警系统，其特征在于， 所述第一摄像装置以第一设定频率进行车外图像拍摄，并将拍摄的车外图像发送给所述车辆超速检测装置； 所述第二摄像装置以第二设定频率进行车道图像拍摄，并将拍摄的车道图像发送给所述车辆超速检测装置； 所述第三摄像装置以第三设定频率进行车内车速显示仪表图像拍摄，并将拍摄的车速显示仪表图像发送给所述车辆超速检测装置。
3.如权利要求I或2所述的车辆超速检测报警系统，其特征在于，所述车辆超速检测装置包括一控制报警单元，该控制报警单元控制报警装置在车辆超速时报警。
4.如权利要求1-3中任一项所述的车辆超速检测报警系统，其特征在于，其为一汽车高速公路分道限速报警系统，其中，所述车辆超速检测装置用于对当前车速和分道限制速度V进行对比检测是否超速。
5.如权利要求1-4中任一项所述的车辆超速检测报警系统，其特征在于，所述报警装置可以输出声音，和/或警示灯，和/或警示图像，所述车辆超速检测装置为本领域常用模块。
6.如权利要求1-5所述车辆超速检测报警系统的车辆超速检测方法，其特征在于，采用如下步骤 (1)摄像装置对高速路标志牌进行拍摄，根据所拍摄的车外图像中限速标志牌上的速度标识信息和解除限速标志牌信息，确定车辆当前所在路段的限制速度； (2)摄像装置对车辆行驶车道进行拍摄，根据所拍摄的车辆行驶车道信息，确定车辆所在车道的限制速度； (3)摄像装置对车辆显示仪表进行拍摄，根据所拍摄的车内车速显示仪表图像上的速度信息，确定被检测车的当前车速； (4)根据所述当前车速和限制速度，进行超速检测。
7.如权利要求6所述车辆超速检测报警系统的车辆超速检测方法，其特征在于，步骤(O中，所述第一摄像装置对高速路标志牌进行拍摄；步骤(2)中，第二摄像装置对车辆行驶车道进行拍摄；步骤(3)中，第三摄像装置对车辆显示仪表进行拍摄；其中，当路段限制限速有效时，车辆超速检测装置启动第二摄像装置进行车辆行驶分道图像采集，当分道限速V有效时，车辆超速检测装置启动第三摄像装置进行车速显示仪表图像采集。
8.如权利要求6或7所述车辆超速检测报警系统的车辆超速检测方法，其特征在于，步骤(I)具体包括以下步骤 (1-1)确定接收到所拍摄的车外图像时，执行步骤(1-2)； (1-2)检测所拍摄的车外图像中是否有限速或解除限速标志牌，可以利用现有的图像处理技术进行鉴别，若检测到限速标志牌，执行步骤(1-3)，若检测到解除限速标志牌，执行步骤(1-4); (1-3)确定车当前所在路段的限制速度为所述限速标志牌中的速度，并将限制速度设为有效； (1-4)将车当前所在路段的的限制速度设为无效。
9.如权利要求6-8中任一项所述车辆超速检测报警系统的车辆超速检测方法，其特征在于，步骤(2)具体包括以下步骤 (2-1)确定限制速度有效时，执行步骤(2-2)； (2-2)确定接收到所拍摄的车道图像，执行步骤(2-3)； (2-3)检测所拍摄的车外图像中是否有效或变道，若有效执行步骤(2-5)，若检测到变道图像，执行步骤(2-4)再执行(2-5)； (2-4)，确定当前车辆所在分道，并设为有效； (2-5)，确定车当前所在路段的限制速度为所述限速标志牌中的速度，并将限制速度设为有效。
10.如权利要求6-9中任一项所述车辆超速检测报警系统的车辆超速检测方法，其特征在于，步骤(3)具体包括以下步骤 (3-1)确定限制速度V有效时，执行步骤(3-2)； (3-2)确定接收到所拍摄的车速显示仪表图像时，执行步骤(3-3)； (3-3)基于预先学习到的车速显示仪表图像的图像特征，从所拍摄的车速显示仪表图像中检测确定车速显示仪表的读数； (3-4)根据所确定的读数确定当前车速。
全文摘要
本发明涉及一种车辆超速检测报警系统及其车辆超速检测方法，包括车辆超速检测装置，报警装置，第一摄像装置，第二摄像装置和第三摄像装置，其中，所述第一摄像装置，第二摄像装置和第三摄像装置均安装在车辆上，并分别通讯连接和/或电连接至车辆超速检测装置并可向其发送拍摄的车道图像；所述车辆超速检测装置通讯连接和/或电连接至所述报警装置，其控制报警装置在车辆超速时报警。
文档编号B60Q9/00GK102826042SQ20121030650
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者杨明山, 江金寿, 金忠恩 申请人:奇瑞汽车股份有限公司