一种化工厂区车辆超限超载智能监控报警系统的制作方法

本发明涉及车辆超载超限监控技术领域，具体涉及一种化工厂区车辆超限超载智能监控报警系统。

背景技术：

化工厂区作业种类繁多、作业环境复杂，尤其是在大检修作业期间需要运输各种检修设备和危险化学品的车辆需要频繁出入化工厂区。而在现场作业过程中，部分承包商(承运商)为了寻求利益的最大化，会出现车辆运输超限超载的现象。车辆的超限超载运输存在具体的安全隐患，一方面会严重损害缩短厂区公路的使用寿命，增加厂区道路的维护维修压力，更重要的是车辆超限超载会极大降低车辆的控制能力，极大增加了化工厂区车辆事故的发生。相关统计结果表明，我国由于超限超载引发的道路安全事故占到了道路事故总数的70％以上。

公开号为cn102707681a的中国专利，公布了一种超限车辆自动检测处理系统，通过称重传感器和信号处理单元对车辆超限问题进行检测控制，解决了目前针对超载超限车辆的检测和处理采用人工处理造成的人力浪费和不能彻底治理超限超载等问题。但是上述发明重点关注车辆的超载问题，而不能实现对车辆轮廓尺寸超限问题的监测。同时，适用于化工厂区作业环境的车辆超限超载监控报警技术还相对较少。

技术实现要素：

针对现有化工厂区作业环境中，车辆超限超载监控报警技术不完善的问题，本发明提供了一种化工厂区车辆超限超载智能监控报警系统。

本发明采用以下的技术方案：

一种化工厂区车辆超载超限智能监控报警系统，包括车辆参数信息数据库单元、车辆信息采集单元、车辆超载超限判断单元、车辆超限超载报警单元和后台监控单元，车辆信息采集单元与车辆超载超限判断单元相连，车辆超载超限判断单元分别与车辆参数信息数据库单元相连、车辆超限超载报警单元和后台监控单元相连；

所述车辆信息采集单元包括ccd摄像机、轴重仪和轮胎识别器

所述车辆超载超限判断单元包括车辆超限判定部分和车辆超载判定部分；

所述车辆超限超载报警单元包括超限声光报警器和超载声光报警器；

所述车辆参数信息数据库单元内有所有车辆信息，车辆信息包括车辆车牌号，每个车辆车牌号对应有车辆的核定载重、车辆轮廓参数及驾驶员的个人信息；

所述ccd摄像机分别与车辆超限判定部分和车辆超载判定部分相连，车辆超限判定部分与超限声光报警器相连，所述轴重仪和轮胎识别器均与车辆超载判定部分相连，车辆超载判定部分与超载声光报警器相连。

优选地，所述ccd摄像机能拍摄车辆的车牌图像和车辆的轮廓图像，车牌图像分别送至车辆超限判定部分和车辆超载判定部分，轮廓图像送至车辆超限判定部分。

优选地，所述轴重仪能够检测车辆的轴载压力，轮胎识别器能够检测车辆的轮胎数量，轴载压力和轮胎数量送至车辆超载判定部分。

优选地，所述车辆超限判定部分包括第一主控制器，第一主控制器能处理轮廓图像并得到实际的车辆轮廓尺寸，并能将实际的车辆轮廓尺寸与车辆参数信息数据库单元内该车辆的车辆轮廓参数进行对比，判定车辆是否超限。

优选地，所述车辆超载判定部分包括第二主控制器，第二主控制器分别与轴重仪和轮胎识别器相连，获取车辆的轴载压力、轮胎数量信息，经过分析处理，得出车辆的动态载重数据，并与车辆参数信息数据库单元内该车辆的核定载重相对比，判定车辆是否超重。

优选地，所述车辆超限判定部分能控制超限声光报警器报警，并将车辆超限信息送至后台监控单元。

优选地，所述车辆超重判定部分能控制超重声光报警器报警，并将车辆超重信息送至后台监控单元。

优选地，后台监控单元包括显示器和车辆信用评级模块，车辆信用评级模块内包括有所有车辆的信用值，每个车辆的信用值为百分制。

本发明具有的有益效果是：

本发明提供的化工厂区车辆超载超限智能监控报警系统，通过视频智能分析技术和动态轴重检测技术，对进出化工厂的运输车辆进行智能自动超限超载监控，避免了人为监控手段存在的不足，减轻人为因素对监控效果的不利影响，检测结构准确、快速，大大改善了目前化工厂的运输车辆超限超载问题，有效的扼制了安全事故的发生；同时，建立车辆信用评级体系，一旦车辆出现超限超载事件，可扣除相关车辆的信用值，当信用值过低时，可终止合作，从根源上减少安全隐患。

附图说明

图1为化工厂区车辆超载超限智能监控报警系统的流程图。

图2为车辆超限判定的流程图。

图3为车辆超载判定的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：

结合图1至图3，一种化工厂区车辆超载超限智能监控报警系统，包括车辆参数信息数据库单元、车辆信息采集单元、车辆超载超限判断单元、车辆超限超载报警单元和后台监控单元。

车辆信息采集单元与车辆超载超限判断单元相连，车辆超载超限判断单元分别与车辆参数信息数据库单元相连、车辆超限超载报警单元和后台监控单元相连。

车辆信息采集单元包括ccd摄像机、轴重仪、轮胎识别器，ccd摄像机、轴重仪、轮胎识别器均安装在厂区的大门处。

车辆超载超限判断单元包括车辆超限判定部分和车辆超载判定部分。

车辆超限超载报警单元包括超限声光报警器和超载声光报警器。

车辆参数信息数据库单元内有所有车辆信息，车辆信息包括车辆车牌号，每个车辆车牌号对应有车辆的核定载重、车辆轮廓参数及驾驶员的个人信息等，方便车辆超限判定部分和车辆超载判定部分查找。

ccd摄像机分别与车辆超限判定部分和车辆超载判定部分相连，车辆超限判定部分与超限声光报警器相连，轴重仪和轮胎识别器均与车辆超载判定部分相连，车辆超载判定部分与超载声光报警器相连。

车辆超限判定部分能控制超限声光报警器报警，并将车辆超限信息送至后台监控单元；车辆超重判定部分能控制超重声光报警器报警，并将车辆超重信息送至后台监控单元。

ccd摄像机能拍摄车辆的车牌图像和车辆的轮廓图像，车牌图像分别送至车辆超限判定部分和车辆超载判定部分，车辆超限判定部分和车辆超载判定部分根据车牌图像查找到该车辆的轮廓参数和核定载重。

轮廓图像送至车辆超限判定部分。车辆超限判定部分对于获得的轮廓图像，通过图像预处理滤除干扰，同时采用三帧差法结合canny算子处理得到该车辆的初步提取图像，经过基于模板像素投票滤波后成为最终的提取图像。在最小roi内提取像素平面下车辆轮廓的像素长度信息，通过针对测量系统的相机标定建模、计算与基于虚拟标定物的相机标定算法将图像中车辆轮廓的像素长度转换为世界坐标系中实际的轮廓信息。

轴重仪能够检测车辆的轴载压力，轮胎识别器能够检测车辆的轮胎数量，轴载压力和轮胎数量送至车辆超载判定部分。

车辆超限判定部分包括第一主控制器，第一主控制器能处理轮廓图像并得到实际的车辆轮廓尺寸，并能将实际的车辆轮廓尺寸与车辆参数信息数据库单元内该车辆的车辆轮廓参数进行对比，判定车辆是否超限。

车辆超载判定部分包括第二主控制器，第二主控制器分别与轴重仪和轮胎识别器相连，获取车辆的轴载压力、轮胎数量信息，经过分析处理，得出车辆的动态载重数据，并与车辆参数信息数据库单元内该车辆的核定载重相对比，判定车辆是否超重。

后台监控单元包括显示器和车辆信用评级模块，车辆信用评级模块内包括有所有车辆的信用值，每个车辆的信用值为百分制。每发生一次超限超载事件扣除相关车辆的信用值，当车辆信用值低于进出化工厂区的信用阈值后，则终止与该车辆或承包商的合作。

车辆超限判定部分具体判定过程如下：

(1)目标对象的平滑滤波

针对点(i,j)，采用高斯滤波函数进行平滑滤波，其表达式为：

g(i,j)函数在某一方向θ上的一阶导数为

其中i和j分别为像素点的横纵坐标；θ为求解函数一阶导数的方向；δ为图像受噪声污染程度而确定的常数。

(2)计算梯度

在得到滤波图像后利用一阶偏导的有限差分来计算像素点的梯度幅值。设点(i,j)处的两个方向导数为px(i,j)和py(i,j)

则点(i，j)处的梯度幅值为

(3)采用邻域计算法对梯度幅值进行非极大值抑制。

(4)采用双阈值方法检测和连接边缘。

(5)提取视频图像中的连续三帧图像fk-1(i,j)、fk(i,j)、fk+1(i,j)，采用三帧差法开展计算如下：

dk(i，j)＝|fk(i，/)-fk-1(i，j)|

其中，k为图像帧数；dk(i,j)为相邻两帧图像的帧差结果；rk(i,j)为帧差法处理后参数；t为临界值参数；mk(i,j)为帧差后两二值图像与运算结果，即三帧差法得到的图像。

假设canny边缘检测后的图像为n(i,j)，利用三帧差法得到的图像为m(i,j)，则最终得到的目标车辆z(i,j)为

在最小roi内提取像素平面下车辆轮廓的像素长度信息，通过针对测量系统的相机标定建模、计算与基于虚拟标定物的相机标定算法将图像中车辆轮廓的像素长度转换为世界坐标系中实际的轮廓信息。

将图像处理获得的车辆轮廓尺寸与车辆参数信息数据库中该车辆信息进行比对，从而判定车辆是否超限。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。