CN104967769B - 一种车底扫描系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车底扫描系统和方法，包含触发装置、用于扫描车底的相机；相机包含1个镜头、多个线阵感光元件，线阵感光元件的上方设置镜头，多个线阵感光元件按照车辆行驶的方向并排并互相之间平行的设置于镜头的焦平面上，所述多个线阵感光元件的中心连线为一直线。本发明以较低的成本实现多视角的车底安全检查扫描，即从前视，直视，后视等多个方向对车底成像，可以从多个角度检查出藏于车辆底部的现有车底检测扫描系统难于发现的可疑物体。

Description

一种车底扫描系统和方法

技术领域

本发明涉及一种车底安全检查技术，特别是一种车底扫描系统和方法。

背景技术

车底安全检查扫描系统主要用于检查各类汽车底部，能够快速准确的检测藏匿在车底的爆炸物、武器、可疑物品、违禁品以及非法偷渡、走私人员等，比传统的方法(如手持镜等)更快更准确的识别，大大提高了对车辆底部的检测速度，同时也减少了人力物力的投入。该系统利用先进的计算机技术图像学原理使车辆底部图像一览无余，能够防止危险车辆进入，防患于未然。

现有车底检查系统大部分使用线阵扫描相机，每次成像为扫描位置处的一线数据。当被测车辆从检查系统上匀速开过时，车底安全检查扫描系统的线阵相机快速连续成像，然后将各线数据按顺序拼接起来就可以形成一幅完整的车底图像，相比传统的车底检查镜操作更加方便、快捷。

现有的单视角车底扫描系统所成图像是从车底垂直方向扫描的图像，由于车辆底部的一些框架、横梁等结构的遮挡，置于这些结构后面的异物将不能被检查出来，这就给安全带来隐患。

因此为了提高检查的覆盖面，现有技术中有通过再装一个或者多个同样的线阵相机用于实现多角度的扫描，但线阵相机是车底系统中的核心模块，成本占总物料成本的三分之一左右，采用两个线阵相机后，结构加工成本也相应增加，系统复杂后稳定性也会降低，并且施工难度将会大大增加。

发明内容

本发明要解决的问题就是提供一种车底扫描系统和方法，以较低的成本实现多视角的车底安全检查扫描，即从前视，直视，后视等多个方向对车底成像，可以从多个角度检查出藏于车辆底部的现有车底检测扫描系统难于发现的可疑物体。

为实现本发明的目的，提供一种车底扫描系统，包含用于扫描车底的相机、触发装置；所述的相机包含1个镜头、多个线阵感光元件，所述的线阵感光元件的上方设置镜头，所述的多个线阵感光元件按照车辆行驶的方向并排并互相之间平行的设置于镜头的焦平面上，所述多个线阵感光元件的中心连线为一直线。

进一步的，所述的线阵感光元件分别连接驱动电路，使所述的驱动电路同时驱动所有的线阵感光元件。

进一步的，所述的线阵感光元件为CCD或者CMOS。

进一步的，还设有补光灯，所述的补光灯分别设置于镜头的两端，且所述补光灯设有多个照射角度。

进一步的，所述触发装置设置在地面，且所述触发装置为地感线圈或者光学触发装置。

进一步的，所述镜头为鱼眼镜头。

为实现本发明的目的，还提供一种车底扫描方法，包含：

触发装置感应到触发信号，向相机发出启动相机的信号，所述相机设有多个沿车辆行驶方向并列平行设置的线阵感光元件，所述相机启动多个线阵感光元件同时采集图像数据；

所述各个线阵感光元件将采集到数据预处理后传输给后端的上位机系统。

进一步的，相机启动时补光灯打开，且所述补光灯设有多个照射角度。

进一步的，所述的预处理为，所述的多个线阵感光元件将获取的车底图像光信号转换成电信号。

进一步的，所述的线阵感光元件为CCD或者CMOS。

本发明实现的车底扫描系统和方法，通过设置多个感光器件并排置于同一镜头的焦平面上，共用一个镜头和驱动电路，补光灯从多个角度进行补光，这样在增加很少的成本的情况下就能实现对车辆底部多视角成像的目的；并且施工方法与单视角车底安全扫描检查系统完全一样，从而实现在不明显增加成本的情况下，大大提高产品性能，便于产品的大规模推广。

附图说明

图1为车底扫描系统部分结构示意图；

图2为补光灯结构示意图；

图3为多个线阵感光元件排布示意图；

图4为扫描成像光路示意图；

图5为CCD顶视图；

图6为电路结构示意图；

图7为车底扫描方法流程示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。

实施例一

请参考图1和图3，本发明实施例一提供的一种车底扫描系统，包含用于扫描车底的相机、触发装置；其中1为镜头，所述镜头优选广角镜头，如鱼眼镜头；2为设置在镜头下的线阵感光元件，3为补光灯，整个系统装配调试好后，可以埋于路面下。

由于车底光线一般比较暗，并且线阵相机扫描速度比较快，一般会超过1000线/秒，远远超过普通的面阵CCD的最多30线/秒，因此一般情况下需要对拍摄目标进行补光。补光灯放置于相机的两端，每端的灯分为3组，以3个不同角度安装。如图2：中间的垂直照射车辆底部，两边的以一定角度斜射车底(图中箭头方向所示)。3组灯照亮车辆底部的3处位置，这3处位置经过鱼眼镜头投影后刚好落在3个CCD上。

补光灯出射光线具有一定的发射角，每组灯照亮车底的部位不是一条线而是一个狭长的区域，通过光学设计，尽量保证成像区域照度均匀，以保证所成图像亮度尽量均衡。

具体的，所述的触发装置具体可以为地感线圈或者光学触发装置，比如传感器。所述的相机包含1个镜头、多个线阵感光元件2，所述的多个线阵感光元件2按照车辆行驶的方向并排并互相之间平行的设置于镜头的焦平面上，所述多个线阵感光元件的中心连线为一直线。

具体的，所述线阵感光元件可以为线阵CCD或者线性CMOS；所述镜头优选广角镜头，例如鱼眼镜头，所述多个线阵感光元件可以根据需要任一设置2个或以上，例如3个、4个、5个。

以3个线阵CCD为例，如图3所示，如图3，CCD电路板中，3个线阵CCD并排平行放置，CCD器件中的感光部分刚好位于镜头焦平面上。中间的CCD通过镜头所成的圆形像区域的一条直径，三个CCD的中点连线通过与其垂直的另一条直径。另两个CCD对称放于两边，CCD间距与镜头焦距和物方视场角有关。对于选定的镜头，CCD间距越大，两边CCD所成车底图像视角越倾斜，图像畸变也越严重。

镜头用来把车底盘的图像映射于镜头的焦平面上，图4是简化的镜头等效光路示意图，图5是CCD顶视图，圆圈区域为成像区域。可以看到倾斜视角的光线经过镜头1后会交叉，假设车辆从左往右通过，车头反射的光投影到右边的CCD上。右边CCD成像的效果相当于以一定角度从前往后看车底，称右边CCD为前视CCD。当车头到达镜头正上方时，车头底部B面开始投影到中间CCD的成像平面A平面上成像，所成图像相当于正看车辆底部，称中间CCD为直视CCD。左边的CCD称后视CCD，所成图像相当于从后往前看车底。这样就实现了前视、正视与后视三个视角对车底进行成像检查的功能。

各个线阵CCD采集到数据后，需要通过一系列处理后传输给后端的上位机系统，硬件电路框图如图6所示，各模块主要功能为：

控制模块实现整个系统的控制的功能：包括CCD的驱动时序的生成，模数转换的控制，触发信号的接收与补光灯的控制，并把从上位机传来的控制命令进行解释，对相机参数进行设置；

CCD模块负责把车底图像光信号转换成电信号并进行预处理；

模数转换模块把CCD模拟送过来的信号进行增益控制并转换为数字信号；

数据接收与处理模块实现把图像的数字信号按约定的协议进行编码；

数据传输模块实现把编码好的数据通过以太网等接口的形式发送至上位机，并能接收上位机传送过来的状态与控制信号

触发模块为用来检测车辆驶近，可以是地感线圈，光障等传感器。当检测到车辆驶近时，产生触发信号送给控制模块

补光模块是用来给车底进行补光照明的，当车辆靠近时，补光灯打开，以让相机能获取足够亮度的车底图像

电源模块用来给整机供电，提供各模块所需要的电压。

实施例二

请参考图7，本发明实施例二提供的一种车底扫描方法，包含

S101，触发装置感应到触发信号，向相机发出启动相机的信号，所述相机设有多个沿车辆行驶方向并列平行设置的线阵感光元件，所述相机启动多个线阵感光元件同时采集图像数据；

S102，所述各个线阵感光元件将采集到数据预处理后传输给后端的上位机系统。

具体的，所述的触发装置为地感线圈或者光学触发装置，所述的预处理为，所述的多个线阵感光元件将获取的车底图像光信号转换成电信号。所述的线阵感光元件为CCD或者CMOS。

整机的工作流程简单描述如下：当到有车辆通过扫描系统的时候，触发装置感应到信号，启动相机的触发电路将补光灯打开，并且给相机触发信号，启动各个线阵CCD高速采集图像数据，采集到的数据传输到上位机便可以生成车底图像。每一个线阵CCD将生成一幅车底图像，不同视角对应的CCD数据便可生成多视角的车底图片。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明，比如作为一个实施例的特征可用于另一实施例而得到又一实施例。凡在运用本发明的技术构思之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。

Claims (5)

1.一种车底扫描系统，包含触发装置、用于扫描车底的相机；其特征在于：所述的相机包含1个镜头、三个线阵感光元件，所述的线阵感光元件的上方设置镜头，所述三个线阵感光元件按照车辆行驶的方向并排并互相之间平行的设置于镜头的焦平面上，所述三个线阵感光元件的中心连线为一直线；所述触发装置设置在地面，且所述触发装置为地感线圈或者光学触发装置；

所述的线阵感光元件为CCD；

所述镜头为鱼眼镜头；

还设有补光灯，所述的补光灯分别设置于镜头的两端，且所述补光灯设有三个照射角度；

每端的所述补光灯分为三组，以三个不同角度安装，中间的所述补光灯垂直照射车辆底部，两边的所述补光灯以一定角度斜射车辆底部，三组所述补光灯照亮车辆底部的三处位置，三处位置经过所述鱼眼镜头投影后刚好落在三个所述CCD上。

2.根据权利要求1所述的车底扫描系统，其特征在于：所述的线阵感光元件分别连接驱动电路，使所述的驱动电路同时驱动所有的线阵感光元件。

3.一种采用权利要求1-2中任意一项所述的车底扫描系统的车底扫描方法，其特征在于包含：

触发装置感应到触发信号，向相机发出启动相机的信号，所述相机设有三个沿车辆行驶方向并列平行设置的线阵感光元件，所述三个线阵感光元件设置于镜头的焦平面上，所述三个线阵感光元件的中心连线为一直线，所述触发装置设置在地面，且所述触发装置为地感线圈或者光学触发装置；

所述相机启动三个线阵感光元件同时采集图像数据；

所述各个线阵感光元件将采集到数据预处理后传输给后端的上位机系统。

4.根据权利要求3所述的车底扫描方法，其特征在于：相机启动时补光灯打开，且所述补光灯设有三个照射角度。

5.根据权利要求3所述的车底扫描方法，其特征在于：所述的预处理为，所述的三个线阵感光元件将获取的车底图像光信号转换成电信号。