专利名称：激光视频车辆检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于交通领域的车辆检测和测速技术，具体涉及一种激光技术与视频技术相结合的车辆检测系统。
背景技术：
检测车辆和测量行车速度是交通控制系统中的必备技术。现有的主流技术主要有以下三种形式I.雷达利用无线电波的多普勒效应来对行驶中的车辆进行定位和测速。这种技术的成本较高，应用在多车道的场合时安装调试比较困难，容易出现邻道之间的误报。 2.地感线圈检测利用在路面下铺设的环形线圈的电感对金属的敏感特性来检测车辆。这项技术最明显的缺点是要破坏路面，并且路面下的线圈经常被压坏或因冬夏季节的交替而被损坏，因此其施工和维护成本高。视频技术采用摄像机拍摄公路上的车辆的视频图像，计算机对视频流信息进行分析计算，从而获得相关的车辆信息。这项技术很难克服由于环境光的变化所造成的干扰以及夜间汽车前灯的干扰。在没有环境光的情况下无法应用。
发明内容
本发明的目的是提供全天候的，不破坏路面，安装调试容易，检测精度和准确性高的车辆检测系统。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案该激光视频车辆检测系统，包括激光器，摄像机，激光器和摄像机被安装在公路上方的支架上，二者相隔一定的距离；激光光束打在路面形成一个光点，摄像机对准这个光点区域进行拍摄，摄像机所拍摄的画面上将出现这个光点的影像。当驶入的车辆触及这束激光后，激光将从地面移到车身上，于是摄像机的画面上的光点影像将发生明显的位移。通过视频分析，可以计算出这个位移量，当其超过一定的门限阈值时，即可判断出有车到达。激光器和摄像机都与路面以一定的角度指向路面，激光器发射一束激光打在路面上；摄像机对准这个光点区域进行拍摄，摄像机所拍摄的画面上将出现这个光点。通过视频分析计算这个光点的位移量即可判断是否有车辆达到。两支激光器，其光束分别打在行车方向的前后位置。通过对摄像机所拍摄到的视频画面进行分析，从而检测到车辆通过两个光点的时间差，即可分析计算出车辆的通过速度。并且能判断出车辆的行车方向。为了检测区覆盖整个公路断面，可以采用多支激光器，按一定间隔打出多束激光。如果打出一排激光光点，则可测量车辆的到达信息；如果打出两排激光光点，则可测量车辆的到达信息、车速以及行车方向。激光器和摄像机都垂直于路面安装，激光器发射一束激光打在路面上；摄像机对准这个光点区域进行拍摄，摄像机所拍摄的画面上将出现这个光点。通过视频分析计算这个光点的位移量即可判断是否有车辆达到。两支激光器，其光束分别打在行车方向的前后位置。通过对摄像机所拍摄到的视频画面进行分析，从而检测到车辆通过两个光点的时间差，即可分析计算出车辆的通过速度。并且能判断出车辆的行车方向。为了检测区覆盖整个公路断面，可以采用多支激光器和多支摄像机，按一定间隔打出多束激光。如果打出一排激光光点，则可测量车辆的到达信息；如果打出两排激光光点，则可测量车辆的到达信息、车速以及行车方向。激光器与摄像机的视频流进行同步频闪，即摄像机输出视频同步信号去控制激光器，使激光器在摄像机每帧图片曝光的时间内发光，其余时间不发光。在这样的工作模式下，摄像机的曝光时间可以非常短，对环境光的感光度很低，因此就克服了所有环境光的影响。这样还能最有效地利用激光器光源，并使激光器输出的平均功率最低，从而延长激光器 的寿命。摄像机的感光器件前加装带通滤光片，其中心波长为激光器的发光波长。带通滤光片的作用是滤除激光波长以外的光波，进一步消除阳光或其它环境光以及汽车前后灯对摄像机图像的干扰。摄像机为带数字信号处理器DSP的智能摄像机，视频分析程序在其中运行。摄像机也可以是一般的摄像机，视频分析程序在上位计算机中运行。
图1、5是本发明检测车辆的基本原理图；图2、6是本发明测量车速的基本原理图；图3、4、7、8是本发明采用多束激光覆盖一个断面的基本原理图。
具体实施例方式方案I :激光器和摄像机被安装在公路上方的支架上，二者相隔一定的距离；它们都与路面以一定的角度指向路面；激光器发射一束激光打在路面上；摄像机对准这个光点区域进行拍摄，摄像机所拍摄的画面上将出现这个光点。其原理如图I所示。由于激光束与摄像机的视场方向有一定的角度，当车辆进入画面并触及了光束后，摄像机的画面上的光点就会发生位移。通过视频分析这个位移量，即可判断是否有车辆到达，实现车辆定位。如图3、图I所示，为了检测区覆盖整个公路断面，可以采用多支激光器2，按一定间隔打出多束激光。为了克服环境光和夜间汽车前灯的干扰，为了延长激光器2的寿命，采取了这样的措施激光器2与摄像机I的视频流进行同步频闪，即摄像机I输出视频同步信号控制激光器2发光，使激光器2在摄像机每帧图片曝光的时间内发光，其余时间不发光。在这样的工作模式下，摄像机I的曝光时间可以非常短，对环境光的感光度很低，因此就克服了所有环境光的影响。同时还能最有效地利用激光器2光源，使激光器2输出的平均功率最低，从而提闻了激光器2的寿命。为了进一步克服环境光的影响，在摄像机I的感光器件前还可加装带通滤光片，其中心波长为激光器2的发光波长。带通滤光片的作用是滤除激光波长以外的光波，消除阳光或其它环境光以及汽车前后灯对摄像机图像的干扰。采用上述方法所获得的视频图像信息非常干净，几乎没有其它图像噪声的干扰，所获得的光电的位移量非常清晰，这对于图像的分析计算创造了良好的信息环境，因此对图像分析技术的要求很低，降低了整个产品的成本。摄像机可以是带数字信号处理器(DSP)智能摄像机，视频分析程序在其中运行。摄像机也可以是一般的摄像机，视频分析程序在上位计算机中运行。方案2 :与方案I不同之处是采用双排激光器2，如图2和4所示，其光束分别打在行车方向的前后位置。这样便能检测车辆通过两个光点的时间差，即可分析计算车辆的通过速度。方案3 : 与方案I不同之处是激光器2和摄像机I被安装在垂直于路面的上方，在路面上打出一个或一排光点。如图5和7所不。方案4 :与方案2不同之处是激光器2和摄像机I被安装在垂直于路面的上方，在路面上打出一个或一排光点。如图6和8所不。以测量两条车道为例，如图4所示。摄像机I架设在两条车道的正中间，它的两边分别架设两组激光器2。一组发出4束激光，另一组发出6束激光。它们分别形成两排激光光点。任意一辆车通过时至少会触及一组光束，这样就不会出现漏检的现象。如果车辆通过两组以上激光束，可将其时间差的平均值可作为计算行车速度的时间参数。每支激光器2的发光都与摄像机的视频曝光同步频闪。摄像机加一个带通滤光片，滤除激光以外的环境光或杂散光。这样既能满足全天候的使用要求，又能延长激光器的使用寿命。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非以此局限本发明，因此，凡一切与本发明构造、装置、特征等近似、雷同的，即凡依本发明专利申请范围所作的等同替换与修饰等，皆应仍属本发明的专利申请保护的范围之内。
权利要求
1.一种激光视频车辆检测系统，包括若干个激光器，若干个摄像机，后台数据处理系统，激光器和摄像机被并列安装在公路上方的支架上，二者相隔一定的距离；其特征在于 所述的激光器打出的激光光束在路面形成一个光点，摄像机对准这个光点区域进行拍摄，摄像机所拍摄的画面上将出现这个光点的影像；当驶入的车辆触及这束激光后，激光光点将从地面移到车身上，故此摄像机的画面上的光点影像将发生明显的位移；通过视频分析，可以计算出这个位移量，当其超过一定的门限阈值时，即可判断出有车到达。
2.如权利要求I所述的一种激光视频车辆检测系统，其特征在于 所述的激光器打出的激光束与路面形成一锐角角度，激光器发射一束激光打在路面上；摄像机对准这个光点区域进行拍摄，摄像机所拍摄的画面上将出现这个光点；通过视频分析计算这个光点的位移量即可判断是否有车辆达到。
3.如权利要求I所述的一种激光视频车辆检测系统，其特征在于 所述的激光器打出的激光束与路面形成一直角角度，激光器发射一束激光打在路面上；摄像机对准这个光点区域进行拍摄，摄像机所拍摄的画面上将出现这个光点；通过视频分析计算这个光点的位移量即可判断是否有车辆达到。
4.如权利要求1、2或1、3所述的一种激光视频车辆检测系统，其特征在于 所述激光器包含两组激光器，该两组激光器打出的激光光束分别打在行车方向的前后位置；通过对摄像机所拍摄到的视频画面进行分析，从而检测到车辆通过两个光点的时间差，即可分析计算出车辆的通过速度；并且能判断出车辆的行车方向。
5.如权利要求1、2或1、3所述的一种激光视频车辆检测系统，其特征在于 所述若干个激光器并列安装在公路上方的支架上，其打出的激光光束覆盖该公路断面的每个行车车道，通过视频分析计算这个光点的位移量即可测量整个公路断面过行车辆的到达信息。
6.如权利要求1、2或1、3所述的一种激光视频车辆检测系统，其特征在于 所述若干个激光器分为两组，该两组激光器打出的激光光束分别打在行车方向的前后位置，该两组激光器打出的激光光束覆盖该公路断面的每个行车车道，通过对摄像机所拍摄到的视频画面进行分析，从而检测到车辆通过两个光点的时间差，即可分析计算出整个公路断面过行车辆的通过速度；并且能判断出车辆的行车方向。
7.如权利I所述的一种激光视频车辆检测系统，其特征在于 所述激光器与摄像机的视频流进行同步频闪，即摄像机输出视频同步信号去控制激光器，使激光器在摄像机每帧图片曝光的时间内发光，其余时间不发光。
8.如权利I所述的一种激光视频车辆检测系统，其特征在于 所述摄像机的感光器件前加装带通滤光片，其中心波长为激光器的发光波长。
9.如权利I所述的一种激光视频车辆检测系统，其特征在于 所述摄像机为带数字信号处理器DSP的智能摄像机，视频分析程序在其中运行。
10.如权利I所述的一种激光视频车辆检测系统，其特征在于所述摄像机为一般的摄像机，视频分析程序在上位计算机中运行。
全文摘要
本发明涉及了一种将激光和视频分析技术相结合的方法，即激光器在路面上打出一个光点，摄像机对准这个光点区域进行拍摄，摄像机所拍摄的画面上将出现这个光点；由于激光束与摄像机的视场方向有一定的角度，当车辆进入画面并触及了激光光束后，摄像机的画面上的光点就会发生位移；通过视频分析这个位移量，即可判断是否有车辆到达；如果在车辆的行径路线上前后打两个光点，就能检测到车辆通过这两个光电的时间差，从而达到测量车速的目的；为了检测区覆盖整个公路断面，可以按一定间隔打出多束激光。
文档编号G01P3/68GK102722985SQ20121021666
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者田果成 申请人:田果成