CN101009819A - 车辆安全视觉智能检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆安全视觉智能检测装置，它包括主控计算机、车牌图像采集装置、埋设于地表的箱体以及装设于箱体内的车底图像采集装置、电源单元和光源单元，所述箱体的顶部设有透明板，车底图像采集装置和光源单元位于透明板的下方，车底图像采集装置通过其视频数据输出线与内置视频图像卡的主控计算机相连，车牌图像采集装置固定于地面上，车牌图像采集装置通过其视频输出线与主控计算机相连。本发明是一种自动化程度高、检测速度快、精度高、适用范围广并能实现不停车检测的车辆安全视觉智能检测装置。

Description

车辆安全视觉智能检测装置

技术领域

本发明主要涉及到车辆安全自动检测领域，特指一种适用于机场、海关，军事部门等安检场所的车辆安全视觉智能检测装置。

背景技术

工业自动化、智能化是人类社会从工业时代跨入信息时代的一大技术突破和生产革新。机器视觉技术作为当今高新技术的研究热点，在工业实现全面自动化的进程中，势必发挥其重大作用。所谓机器视觉技术就是用机器眼、机器脑以及机器手代替人眼、人脑和人手来进行检测、测量、分析、判断和决策控制，它能快速的获取大量信息进行自动处理，也能与设计信息、控制信息相集成，在一些不适合于人工作的危险环境或人的视觉精度难以满足要求的场合，用机器视觉代替人工视觉完成工作。

随着全球经济快速发展，车辆的数量不断增多，在海关、机场、军事部门等安全要求高的场所，如何对出入车辆进行可靠性好、自动化程度高的安全检查成为一个亟需解决的问题。其中，车辆的底盘由于其具备隐蔽性高、可携带性好的特性，往往成为很多不法分子藏匿危险物品的首选，因此对车辆底盘的检查成为车辆安检的一个重要组成部分。由于科技水平的限制，目前国内普遍采用人工手持安检镜的方法对底盘进行检查，待检车辆需要在特定的地点停车待检，这种人工检测方式存在效率低、速度慢、精度低、漏检率高、检测人员容易疲劳等问题，而且其可靠性也跟检查人员的主观条件相关，不能得到客观保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种自动化程度高、检测速度快、精度高、适用范围广并能实现不停车检测的车辆安全视觉智能检测装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种车辆安全视觉智能检测装置，其特征在于：它包括主控计算机、车牌图像采集装置、埋设于地表的箱体以及装设于箱体内的车底图像采集装置、电源单元和光源单元，所述箱体的顶部设有透明板，车底图像采集装置和光源单元位于透明板的下方，车底图像采集装置通过其视频数据输出线与内置视频图像卡的主控计算机相连，车牌图像采集装置固定于地面上，车牌图像采集装置通过其视频输出线与主控计算机相连。

所述箱体外侧装设有触发采集单元，该触发采集单元包括地感线圈和信号转换装置，所述地感线圈装设于箱体外侧，信号转换装置设置于主控计算机的串行接口上。

所述箱体内设置有电加热装置。

所述车底图像采集装置采用线扫描摄像机，所述车牌图像采集装置采用面扫描摄像机。

所述车底图像采集装置通过支座固定于箱体内的支架上，车牌图像采集装置通过立柱和第二支座置于箱体前侧的地面上。

所述光源单元采用高频卤光源。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、本发明的车辆安全视觉智能检测装置为自动检测检测装置，无需人工操作，其自动化程度高、检测速度快、检测精度高、适用范围广，并能实现不停车检测，因此大大提高了安检效率和安检的可靠性；

2、本发明的车辆安全视觉智能检测装置埋设于地表，结构简单、体积小，不占用过多空间，适合于各种环境下的布置，其检测范围广，适合不同规格的各种车辆。

3、本发明的车辆安全视觉智能检测装置不但可以实时检测车辆底部图片及车牌图片，还能够通过主控计算机进行存储、网络查询等作业，丰富了实时安检的内容，进一步提高了安检的可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的主视剖视示意图；

图3是本发明的侧视剖视示意图；

图4是本发明的俯视结构示意图；

图5是本发明的工作流程示意图；

图6是本发明的框架结构示意图。

图例说明

1、箱体        2、车底图像采集装置

3、电源单元    4、光源单元

5、透明板      6、支座

7、支架                  8、主控计算机

9、触发采集单元          10、地感线圈

11、信号转换装置         12、电加热装置

13、镇流器               14、适配器

15、散热片               16、出线孔

17、视频图像卡           18、车牌图像采集装置

19、面扫描视频图像采集卡 20、立柱

21、第二支座

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明的车辆安全视觉智能检测装置，它包括主控计算机8、设立与箱体1前约2m处地面上的车牌图像采集装置18、埋设于地表的箱体1以及装设于箱体1内的车底图像采集装置2、电源单元3和光源单元4，箱体1的顶部设有透明板5，透明板5与地表齐平。车底图像采集装置2和光源单元4位于透明板5的下方，车底图像采集装置2通过其视频数据输出线与主控计算机8相连，箱体1上设有出线孔16，车底图像采集装置2与主控计算机8相连的电缆从出线孔16内引出。箱体1内设置有电加热装置12。箱体1采用铁制或钢制结构，透明板5采用钢化玻璃制成，从而保证设备整体的承重力和抗压性。车底图像采集装置2底部设置有散热片15，车底图像采集装置2通过支座6固定于箱体1内的支架7上。光源单元4与车底图像采集装置2并行排列，中间用一隔板隔开。本实施例中，车底图像采集装置2采用工业级高清晰度线阵扫描摄像机，线扫描摄像机通过其视频输出线与置于主控计算机8的视频图像卡17与相连。光源单元4采用高频卤光源，其频率可达到KHZ。电加热装置12为布置于箱体1内的电热毯，利用电热毯能够在高寒地区或外界温度较低情况下，为箱体1内环境进行加热，从而保证车底图像采集装置2的图像采集效果。电源单元3包括镇流器13和适配器14，因为如果光源频率低于线阵相机频率则拍摄到的图片会出现条纹斑，影响成像效果，因此镇流器13用来使采集到的图像不产生噪声；又由于输入的电压为通常所用的220V交流电压，而车底图像采集装置2以及加热毯采用的电压为12V直流电压，所以需要用适配器14进行变压，使之达到图像采集的要求。本实施例中，箱体1外侧装设有触发采集单元9，该触发采集单元9包括地感线圈10和信号转换装置11，地感线圈10装设于箱体1外侧，信号转换装置11设置于主控计算机8的串行接口上。车牌图像采集装置18通过其视频输出线与内置面扫描视频图像采集卡19的主控计算8相连，车牌图像采集装置18立于箱体1前方约2m处的立柱20上，通过第二支座21与立柱20固定。车牌图像采集装置18采用高清晰面扫描摄像机。

工作原理：参见图5所示，本发明工作的流程为触发→图像采集→主控计算机8处理。即当车辆从装有摄像机的箱体1上经过时，由地感线圈10的传感器触发线摄像机、面扫摄像机和光源单元4开始工作，同时通过视频传输线将图像数据传送至现场的主控计算机8中，而主控计算机8上的车底图像扫描系统软件对图像采集卡采集到的图像数据进行拼接、整合，校正等工作，车辆行驶过后立刻可以得到车底的清晰图像以及车牌的清晰图像。面对以未知速度运动的不同类型的车辆，获取其完整的车底图像，要求扫描摄像机的反应速度很快，以及扫描摄像机镜头的可视范围极宽。因此，传统的面扫描摄像机是不适用的。在实际检测中，面扫描方法还存在一个问题：由于不同车辆底部离地面的距离不同，即摄像机的工作距离不同，同时不同车辆的长度，宽度均相差较大，采用一个摄像头很难拍摄到完整图像，而采用多个摄像机，又会产生大部分的图像重叠，很难得到一幅信息完整的图像，虽然对于重叠的图像可以采用图像拼接的方法，但是因为拍摄图片很大，甚至可以达到几个M，采用图像拼接速度很慢，影响整个系统的性能，并且并没有理想的算法，因而，只能采用高速线扫描摄像机来解决这个问题。

本发明的线扫描摄像机通过被摄物体的移动，利用单行像素的图像传感器来建立二维图像，其分辨率高，动态范围大，成本低，光敏感度高，连续处理能力强，而且允许被扫描无力有较高的移动速度，符合运动车辆的车底扫描的要求。

线扫描摄像机的各项参数关系如下：

1.扫描频率(Line Rate)＝Camera数据产生频率/Camera分辨率

2.运动速度(Moving Speed)＝像素尺寸(Pixel Cell Size)/线周期(Line Period)

3.最佳移动速度(Command Pulse of Velocity)＝单位Pulse移动距离*MovingSpeed

4.可视范围(FOV)＝Pixel cell size*多少个Pixels*工作距离/镜头焦距(FocalLength)

摄像机的水平分辨率为573mm/2048＝0.28mm，为保证图像不变形，扫描方向的垂直分辨率也应为0.28毫米。本发明采用的线扫描相机最高线扫描频率为18KHz。根据上述几个公式的计算得到其最佳行驶速度为18km/h。与实际情况相符。

因而，拍摄得到的图像仅有不同程度的拉伸或压缩，而不会丢失信息，能够满足系统要求。本发明基于线扫描摄像机的车辆检测装置可以检测运动速度从2KM/h～30KM/H的各种车辆。针对各种汽车的调研显示：一般的小型车辆的最小离地间隙为20～25cm，个别车型，如奥迪，本田雅阁等的最小离地间隙仅有15cm甚至更小。最小离地间隙参数指的是：当汽车满载静止时，支撑平面(地面)与汽车上的中间区域最低点的距离。当汽车在正常载重范围内，车辆的外缘与地面的距离是影响成像范围的因素。将实际测量与调研结果相结合，以具体实例来说，可将车辆分为下面三种情况：

(1)小型车辆，如奥迪等车辆离地间隙较小的车型外缘离地距离为20～22cm。考虑某些客观因素的影响，在计算过程中，选取18cm为小型车辆的底盘离地高度，其实际可视范围达到160cm。

(2)而对于大型车辆，由于其底盘离地面距离一般在40～50cm以上，在40cm的情况，那么摄像机工作距离为70cm，同样按照成像公式计算，其可视范围可达到250.88cm。考虑钢化玻璃的遮挡情况，其实际可视范围达233.3cm。

(3)当被检测车辆为底盘宽度达到3.0m的特种车辆时，汽车的底盘距离地面的高度可以达到60cm。摄像机的工作距离相应增加至90cm。通过相应的计算公式，当特种车辆的车底高度为60cm时，摄像机可检测的范围达到322.56cm，考虑钢化玻璃的遮挡情况其实际可检测的范围为3.0m，完全符合工程检测的要求。

由上可知，本方法的检测装置能够同时满足了上述三种情况，涵盖基本所有的车辆，并且车辆速度可以在3KM/H～30KM/H，充分满足重要场合的车速要求，大大提高了该装置的实用性，节约了成本，提高了安检的效率。

Claims (8)

1、一种车辆安全视觉智能检测装置，其特征在于：它包括主控计算机(8)、车牌图像采集装置(18)、埋设于地表的箱体(1)以及装设于箱体(1)内的车底图像采集装置(2)、电源单元(3)和光源单元(4)，所述箱体(1)的顶部设有透明板(5)，车底图像采集装置(2)和光源单元(4)位于透明板(5)的下方，车底图像采集装置(2)通过其视频数据输出线与内置视频图像卡(17)的主控计算机(8)相连，车牌图像采集装置(18)固定于地面上，车牌图像采集装置(18)通过其视频输出线与主控计算机(8)相连。

2、根据权利要求1所述的车辆安全视觉智能检测装置，其特征在于：所述箱体(1)外侧装设有触发采集单元(9)，该触发采集单元(9)包括地感线圈(10)和信号转换装置(11)，所述地感线圈(10)装设于箱体(1)外侧，信号转换装置(11)设置于主控计算机(8)的串行接口上。

3、根据权利要求1或2所述的车辆安全视觉智能检测装置，其特征在于：所述箱体(1)内设置有电加热装置(12)。

4、根据权利要求1或2所述的车辆安全视觉智能检测装置，其特征在于：所述车底图像采集装置(2)采用线扫描摄像机，所述车牌图像采集装置(18)采用面扫描摄像机。

5、根据权利要求3所述的车辆安全视觉智能检测装置，其特征在于：所述车底图像采集装置(2)采用线扫描摄像机，所述车牌图像采集装置(18)采用面扫描摄像机。

6、根据权利要求5所述的车辆安全视觉智能检测装置，其特征在于：所述车底图像采集装置(2)通过支座(6)固定于箱体(1)内的支架(7)上，车牌图像采集装置(18)通过立柱(20)和第二支座(21)置于箱体(1)前侧的地面上。

7、根据权利要求1或2所述的车辆安全视觉智能检测装置，其特征在于：所述光源单元(4)采用高频卤光源。

8、根据权利要求6所述的车辆安全视觉智能检测装置，其特征在于：所述光源单元(4)采用高频卤光源。

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