专利名称：视频通道车辆检测器的制作方法
技术领域：
视频通道车辆检测器技术领域视频通道车辆检测器属于城市室内停车场通道车辆检测技术领域。
技术背景通常在双向通道上，规范驾驶的车辆只会在某一个通道内行驶，因此， 常规的通道车辆检测器采用的是单通道检测方式，每个检测器仅对本通道 上的车辆进行检测。而室内停车场的车辆行驶情况比较复杂，室内停车场 通常采用双向通道，且通道间没有隔离护栏，由于驾驶员在停车场内的驾 驶行为不规范，因此车辆经常会在两个通道之间行驶。在这种情况下，常 规的通道车辆检测方式明显不能满足车辆检测的要求，会出现大量漏检、 误检的情况。常用的传统单通道车辆检测方法主要有以下两种(1) 感应线圈检测当车辆进入通道时，安装于地下的线圈产生电磁 感应信号，检测电路根据检测信号产生和消失的时间判断车辆进出通道的 状况。该方法工作稳定，检测精度高，但是对路面有损坏，施工和安装不 便，可扩展性差，不能进行调节和移动，维护难度大。(2) 红外线检测通过线性排列的红外光发射和接收来实现对车辆的 同歩扫描，并将光信号转换为电信号，从而实现对车辆数据的综合检测， 红外线车辆检测器产品技术成熟，安装简便，高速响应，抗干扰性强。但 是由于检测灵敏度与热辐射率相关，红外线检测受车辆本身热源的影响， 抗噪声的能力比较差，在检测时对时间-温度关系要求严格。 实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有车辆检测器的上述缺陷，提供了一种 基于视频的通道车辆检测器，本检测器解决了双通道中央的视角盲区问题， 同时还具有安装施工简单、维护费用低等优点。为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。视频通道车辆检测器利用两台摄像机的合成图像进行车辆目标识别检测，具体包括双目 视频采集器、视频存储器、视频处理器和与上位机相连接的网络接口；所述的双目视频采集器，由两台摄像机和AM)转换电路构成。两台摄像机之间的距离为15厘米 30厘米；两台摄像机分别拍摄其对应通道内的 图像，并具有一定的重合视场，重合视场的宽度范围为15厘米 30厘米。 两台摄像机所摄取的模拟信号通过A\D转换电路转化成数字图像信号。A\D转换电路的数字信号输出接口与视频存储器的视频数据输入接口 相连，将采集到的通道视频数字图像信息输出给视频存储器。视频存储器的视频数据输出接口与视频处理器相连，将接收到的通道 视频数字图像信号传送给视频处理器，视频处理器对接收到的双目视频图 像做分析处理提取相关信息，具体为先运用运动物体识别程序进行处理，判断车辆进、出检测范围的时间和行驶方向，再利用图像拼合程序将车辆 处于最佳检测位置时两台摄像机所摄取的图片帧进行拼接，最后用车牌识 别程序提取车牌信息。视频处理器的输出端口通过网络接口与上位机相连，将视频处理器提 取到的各类信息通过网络接口发送给上位机，并接收上位机发出的控制命， 对双目视频采集器、视频存储器进行控制。本实用新型中的通道车辆检测器有以下优点1) 采用视频图像处理技术。与传统通道车辆检测方法相比，基于视频的检测技术有很多优点它属于面式检测，检测范围大；安装、施工简便， 无需破坏地面，维护简单、扩展性强、精度高，而且能提供可视图像信息;2) 具有车牌识别功能，从而可以实现停车场内车辆行驶轨迹的跟踪和 诱导，这是常规检测器所不具备的。3) 解决了双通道中央的视角盲区问题。在停车场中，由于驾驶员驾驶 行为的复杂性，车辆往往不是固定在某个通道内行驶，而经常行驶于两个 通道中间连接位置，如果按照常规方法一台摄像机监控一个通道即会出现 摄像机所拍摄的视频信息中车辆信息不完整的情况，从而会导致后续的车辆和车牌识别检测失败。本实用新型利用双目视频采集器，以两台摄像机 同时监控两个通道，使其存在一定的重合视场，再对两台摄像机所摄图像 帧进行拼接得到必含有完整车牌信息的图像进行车辆信息提取，有效的解 决了停车场内双通道中央视角盲区问题。4)管理维护便捷且费用低，根据实测结果，本实用新型的通道车辆检测准确率可达在室内停车场为99. 8%。
图1视频车辆检测系统框图(虚线框中为本实用新型系统结构框图)；图2双目视频采集器内部摄像机水平倾角示意图；图3双目视频采集器内部摄像机垂直倾角示意图；图4虚拟检测线位置图；图5车辆检测的流程图；图6基于特征点匹配的双目帧图像拼接模型建立流程。
具体实施方式
下面结合图1 图6对本实用新型作进一步说明如图1所示，本实施例包括双目视频采集器、视频存储器、视频处理 器和网络接口。双目视频采集器，由两台摄像机和AM)转换电路构成。摄像机之间用20厘米的支架连接；两台摄像机的重合视场为30厘米；两台摄像机同时拍 摄通道内车辆出入视频图像。在没有接到上位机关闭检测器的命令条件下， 视频采集器将一直监控所属通道。两台摄像机的水平倾角与其重合视场的宽度关系如图2所示。hl为双 目视频采集器重合视场宽度，A为摄像机的水平偏转角度，L为被摄物体至 镜头的距离，Cl为摄像机l， C2为摄像机2， h2为两台摄像机之间的距离。两台摄像机的垂直倾角与其拍摄物体的高度关系如图3所示。图中H 为被摄物体的高度，L为被摄物体至镜头的距离，Hl为双目视频采集器中 的摄像机距地面的垂直高度，A为摄像机的垂直偏转角度，Vi为摄像机。视频AXD转换器采用SAA7113。具有两个模拟视频输入端口，用来连接 两台模拟CCD摄像机；设有数字信号输出接口，将采集的模拟视频信号转 换成数字视频图像输出到视频存储器保存，等待下一步处理。视频图像存储器由存储器(61LV51216)和控制电路(XC2S200)构成。 视频存储器的数字视频输入接口与双目视频采集器连接，接收包含通道视 频信息的数字图像信号；数字视频输出接口与视频处理器连接，将接收到 的数字图像信号传送给视频处理器处理。视频图像处理器由CPU (AT912M9200)、数据存储器(57V281620HC)和程 序存储器(29LV320d)以及相应的1\0接口构成。视频图像处理器利用双目 视频采集器采集到的数字图像进行合成，得到必包含完整车辆及车牌信息 的双通道图像，再进行车辆识别和车牌信息提取。整个处理过程主要包括 运动物体识别及其行驶方向判断、双目图像帧拼接和车牌特征提取三部分运动物体识别及其行驶方向的判断如图4、图5所示，首先对采集的图 像运用运动物体识别程序进行处理。先设置三条虚拟检测线，利用背景帧 差法检测三条虚拟检测线上的灰度变化，若变换值大于某一阈值则认为有 车辆进入检测区域，再根据车辆通过三条检测线的时间顺序判断车辆的行 驶方向，如果车辆先通过检测线1再通过检测线2则认为车辆是顺向行驶， 如果车辆通过检测线3再通过检测线2则认为车辆是逆向行驶。具体流程 如图5所示在有车标志为假时，循环比较当前帧图像中检测线l位置和 检测线3位置的灰度值与背景模板进行背景差运算的结果是否大于一个阈 值(先比较检测线1，在检测线1比较结果小于阈值的情况下再比较检测线 3)，如果结果大于阈值则认为有车进入检测区，将有车标志设为真，并记 录当前时间和车辆行驶方向。若是检测线1位置大于阈值，表明车辆为顺 向行驶，若使检测线3位置大于阈值，表明车辆为逆向行驶。在有车标志 为真时，循环比较当前帧图像中检测线2位置所对应的图像区域的灰度值 与背景模板进行背景差运算的结果是否大于一个阈值，如果结果大于阈值 则认为有车通过检测线2，即到达最佳检测位置，然后将当前帧图像传入视频处理器中等待下一步拼接操作。获取到待拼接图像后再继续检测检测线1 位置和检测线3位置的灰度变化，直至能判定车辆驶离检测区域为止。由于停车场中的背景图像相对简单固定，为了提高检测的效率，本实 施例建立了背景模板库。每隔一个小时利用无车的背景图像进行拼接，并 更新模板库中的模板。在识别有运动物体之后，利用基于特征点的图像拼合程序将车辆处于 最佳检测位置时两台摄像机所摄取的图片帧进行拼接。本实施例中的图像 拼接都采用基于模型的拼接方法。即在第一次调试设备时采用如图6所示 的基于特征点匹配的图像拼接方法:先在已知的重叠区域内(左摄像机所摄图像右侧和右摄像机所摄图像左侧60个像素点范围内)进行特征点提取，再采用灰度模板匹配法找出相应的匹配点对，利用最小二乘法求出两幅图 像的变换矩阵。在变换矩阵中找出图像之间的平移量和旋转量作为每个双 目视频采集器的模型参数保存，之后的实时检测图像拼接就根据这两个参 数将图像平移、旋转，再进行图像融合即可。得到完整的通道车辆图像后，利用车牌识别算法提取车牌号码。视频处理器的输出端口通过网络接口与上位机相连，将提取的时间、 车牌等信息通过网络接口传送给上位机，并接收上位机发出的控制命令， 对双目视频采集器、视频存储器进行控制。本实施例还提供了施工安装拓扑图规划功能，根据双目视频检测器内 摄像机的照射参数计算出每台检测器的有效检测区域，再根据停车场的建 筑结构提供施工解决方案。本实施例在使用过程中成本低，实时性高，准确度高，安装维护简单， 具备良好的商业实用性。权利要求1、视频通道车辆检测器，其特征在于包括双目视频采集器、视频存储器、视频处理器和网络接口；所述的双目视频采集器，包括两台摄像机和A\D转换电路，两台摄像机之间的距离为15厘米～30厘米；两台摄像机分别拍摄其对应通道内的图像，并具有一定的重合视场，重合视场的宽度范围为15厘米～30厘米；两台摄像机所摄取的模拟信号通过A\D转换电路转化成数字图像信号；A\D转换电路的数字信号输出接口与视频存储器的视频数据输入接口相连，将采集到的通道视频数字图像信息输出给视频存储器；视频存储器的视频数据输出接口与视频处理器相连，将接收到的通道视频数字图像信号传送给视频处理器，视频处理器对接收到的双目视频图像做分析处理提取相关信息；视频处理器的输出端口通过网络接口与上位机相连，将视频处理器提取到的各类信息通过网络接口发送给上位机，并接收上位机发出的控制命令，对双目视频采集器、视频存储器进行控制。
专利摘要本实用新型是一种视频通道车辆检测器，属于城市室内停车场通道车辆检测技术领域。该检测器包括双目视频采集器、视频存储器、视频处理器和网络接口。双目视频采集器由两台摄像机和A/D转换电路组成，两台摄像机分别拍摄其对应通道内的图像，并且具有一定的重合视场。A/D转换电路的数字信号输出接口与视频存储器的视频数字输入接口相连，视频存储器的视频数字输出接口与视频处理器相连，将接收到的通道视频数字图像信号传送给视频处理器做分析处理提取相关信息，视频处理器的输出端口通过网络接口与上位机相连。本实用新型有效的解决了双通道中央的视角盲区问题，同时还具有成本低，实时性高，准确度高，安装维护简单等优点。
文档编号G08G1/01GK201345166SQ200820233858
公开日2009年11月11日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者丁学爽, 榕 唐, 蒋大林, 马军强 申请人:北京工业大学