一种汽车车型视频识别装置及方法与流程

本发明涉及高速公路智能收费管理系统车型识别领域，具体涉及了一种汽车车型视频识别装置及方法。

背景技术

高速公路载重车辆称重收费系统，需要准确判断载重车辆的车型，确定轴数，再确定轴重和总重。目前绝大部分载重车辆的车型识别装置都设置轮轴识别器，依赖车轮碾压轮轴识别器，根据碾压次数判断轴数车型。再说，车辆碾压是一种冲击碾压过程，被碾压器件因碾压次数过多而损坏，碾压器件不能持久工作，导致车型识别错误，严重影响运载车辆收费系统长时间稳定工作。怎么解决碾压次数过多问题，本发明人借鉴人脸识别的脸谱软件经验，提出无碾压技术方案--从载重车辆侧面拍摄全景照片，全景照片图像分析，得到载重车辆的“脸谱”—车谱，编写车谱识别软件。计算机或内置图像处理软件的嵌入式系统，由车谱识别车型，简称载重汽车视频车型识别方法。载重汽车车型识别方法的过程：首先，要从被测载重车辆的侧面抓拍，得到载重车辆侧面全景照片；然后，应用载重车辆侧面全景照片的车谱软件，识别载重车辆特征，轴数、单双轮、单轴、二轴组、三轴组、车长、车高，判断车辆车型。技术方案路径，根据称重现场条件，选择不同焦距的相机，拍摄载重车辆侧面全景照片。技术难点有二，一，载重车辆长度很长、20多米长，需要远距离拍摄，但场地条件不允许，如何拍摄车辆侧面全景照片；二，建立车型车谱库和车型识别软件，运用车型软件判断车型。由于载重车辆的车型种类繁多，载重汽车有载货整车，也有载货挂车，车辆长度从几米到21米，车辆高度也各不相同，载重汽车按轴数可分为2轴--6轴，共22类车型。技术方案：两个相机，车辆前方相机拍摄车牌，车辆侧方相机拍摄车辆侧方全景照片。相机的特点是，长焦相机可以拍更远的目标，短焦相机可以拍更宽的目标。普通135/120相机，镜头焦距是58/75毫米，属于中焦相机。用普通135/120相机拍照20米长的载重车辆，拍摄距离要远。理想条件，50米外、垂直拍照车辆的侧面，测量车长、车长有无中断（拖车）、车高、轴数、轴组（单、二联或三联轴），由参数判断车型；垂直车辆侧面拍摄车辆的全景照片，要求测量车道侧面的空旷距离有50米，受场地限制，空间区域或不允许；改变夹角，相机光轴与车辆的夹角60度，侧面拍摄距离缩短到40米；夹角30度，侧面拍摄距离缩短到25米。由此计算，采用普通相机拍摄是有困难的。采用广角相机（相机的镜头采用广角镜头），广角镜头焦距是28毫米，选择90/60/30度夹角，拍摄距离缩短到20米/16米/10米，带夹角后拍摄距离可以更近。最后，抓拍车辆侧面图像用软件复原，以图像中间竖线为中心线，车图像两边处理，一边小图像按比例放大，另一边大图像按比例缩小，恢复到高度一致--垂直角度拍摄车辆侧面全景照片，左右高度一致。再用车谱识别软件，重点是数车轮数，由车轮数，确定轴数，测量车长、车长有无中断（拖车）、车高、轴组（单、二联或三联轴）、单双轮，由具体参数判断车型。

技术实现要素：

按照本发明“广角相机带夹角拍摄车辆侧面全景照片、由图像识别车型”的技术方案，一种汽车车型视频识别装置及方法，包括地感线圈a、地感线圈b、车牌拍摄相机、内置图像处理软件的嵌入式系统、车辆侧面拍摄广角相机、计重车道和计重秤台，其特征是，地感线圈a和地感线圈b在计重秤台前方的计重车道的路面之下，地感线圈a在前、地感线圈b在后，地感线圈a和地感线圈b之间的间距，选择4—9米；车牌拍摄相机在秤台一侧的立杆上，车牌拍摄相机对准地感线圈a；在秤台另一侧，设置内置图像处理软件的嵌入式系统的机柜和车辆侧面拍摄广角相机安装立杆，立杆高度是是4米，车辆侧面拍摄广角相机安装在立杆上，车辆侧面拍摄广角相机采用广角镜头，车辆侧面拍摄广角相机对准地感线圈b，车辆侧面拍摄广角相机与地感线圈a的距离是18--22米，车辆侧面拍摄广角相机光轴与车道行车方向的夹角是30度—135度；优选的车辆侧面拍摄广角相机与车道行车方向的夹角包括30度—60度之间或105度—135度之间。

所述的一种汽车车型视频识别装置及方法，其特征是，地感线圈a号地感线圈b电连接内置图像处理软件的嵌入式系统，车牌拍摄相机和车辆侧面拍摄广角相机用网线电连接内置图像处理软件的嵌入式系统，内置图像处理软件的嵌入式系统串口电连接上位计算机。

所述的一种汽车车型视频识别装置及方法，其特征是，内置图像处理软件的嵌入式系统接收车牌拍摄相机的车牌图像信息，处理后得到车牌信息，存贮在以该车牌信息为标题的存贮单元；内置图像处理软件的嵌入式系统接收车辆侧面拍摄广角相机的车辆侧面图像后，以车辆侧面图的中心竖线为中心线，进行图像左右平衡，左边放大右边缩小或反之；以左右平衡后的车辆侧面图像为本，用图像车辆软件测量车辆单双轮信息；以车轮信息、测量车辆轴信息、轴组信息；测量车辆长度；以上述信息，判断车辆的车型；把该车辆的车型信息写入以该车牌信息为标题的存贮单元；以该车牌信息为标题，上传给上位计算机车牌车型信息。

一种汽车车型视频识别装置及方法的工作原理说明：电路触发：载重汽车驶入计重车道，载重汽车先压到地感线圈a，车牌相机和车辆侧面拍摄广角相机进入准备拍摄状态；载重汽车进而同时压到地感线圈a和地感线圈b，车牌相机数次抓拍载重汽车的车牌，上传内置图像处理软件的嵌入式系统；同时车辆侧面拍摄广角相机数次抓拍载重汽车的侧面全景照片，上传内置图像处理软件的嵌入式系统。内置图像处理软件的嵌入式系统接收车牌拍摄相机的车牌图像信息，处理后得到车牌信息，以车牌为标题存贮车牌信息；内置图像处理软件的嵌入式系统接收车辆侧面拍摄广角相机的车辆侧面图像后，以车辆侧面图的中心竖线为中心线，进行图像左右平衡，左边放大、右边缩小或反之；以左右平衡后的车辆侧面图像为本，测量车辆单双轮信息；以车轮信息，测量车辆轴信息、轴组信息，车辆车辆长度，判断车辆的车型；把车辆的车型信息写入车牌信息存贮单元，并以车牌信息为标题的车牌车型信息上传给上位计算机，上位计算机在计重、分配轴重，计算总重都用到车型参数。

本发明一种汽车车型视频识别装置及方法的有益之处在于，用非机械接触方式，用光学拍照获得车辆图像，用车谱识别软件识别车型信息，没有车轮碾压器件，测量元件无机械损伤，平时测量系统不需要维护，车型识别装置能长时间使用。

附图说明

图1是一种汽车车型视频识别装置及方法的现场安装各组件分布示意图。

图2是一种汽车车型视频识别装置及方法的电路组件连接图。

其中：1.载重汽车，2.地感线圈a，3.地感线圈b，4.车牌拍摄相机，5.内置图像处理软件的嵌入式系统，6.车辆侧面拍摄广角相机，7.计重车道，8.计重秤台，9.上位计算机(9.上位计算机在秤台后，图1没有标出)。

具体实施方式

具体实施例参照运城北高速路计重车道入口安装的一种汽车车型视频识别装置及方法，予以说明：一般情况，计重秤台都在高速路入口的右侧。计重车道的右边是路边，可能有树木遮挡，不能安装车辆侧面拍摄广角相机；计重车道的左边是高速路多通道入口，无遮挡，可以择空地安装车辆侧面拍摄广角相机。

拍摄广角相机工作条件预设：

工作电源：12vdc（最大电流3a，静态电流0.1a）。

工作温度：-30℃-85℃。

工作湿度：30-90%（相对湿度）。

抓拍时间：最快约1—50毫秒。

内置图像处理软件的嵌入式系统采用stm32f103vct6，并预设开机自检。软件识别主要参数，车轮、单双车轮、轴组、三联轴或二连轴、车轮的间距、车辆长度、高度、轴数、有无挂车。

一种汽车车型视频识别装置及方法的工作过程：载重汽车驶入计重车道入口，车辆压到地感线圈a，进而同时压到地感线圈a和地感线圈b，车牌相机数次抓拍载重汽车的车牌，上传内置图像处理软件的嵌入式系统；同时车辆侧面拍摄广角相机数次抓拍载重汽车的侧面全景照片，上传内置图像处理软件的嵌入式系统。内置图像处理软件的嵌入式系统接收车牌拍摄相机的车牌图像信息，处理后得到车牌信息，存贮车牌信息；内置图像处理软件的嵌入式系统接收车辆侧面拍摄广角相机的车辆侧面图像后，以车辆侧面图的中心竖线为中心线，进行图像左右平衡，左边放大右边缩小或反之；以左右平衡等高度后的车辆侧面图像为本，测量车辆单双轮信息，以车轮信息，测量车辆轴信息，测量轴组信息，车辆车辆长度，判断车辆的车型；把车辆的车型信息写入车牌信息存贮单元，并以车牌信息为标题的车牌车型信息上传给上位计算机。实际测试中，发现车辆侧面拍摄广角相机与车道行车方向的夹角是90度时，垂直拍摄照片分析处理不能获得车辆的单双轮信息，故特意避开90度附近的60度—100度区间；故优选的车辆侧面拍摄广角相机与车道行车方向的夹角包括45度—80度、100度—135度。

本发明一种汽车车型视频识别装置及方法的有益之处在于，用非机械接触方式，用光学拍照获得车辆图像，用车谱识别软件识别车型信息，没有车轮碾压器件，测量元件无机械损伤，平时测量系统不需要维护，车型识别装置能长时间使用。