CN106441529A - 一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统 - Google Patents

一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于车型识别与计重的技术领域，具体涉及一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统；解决的技术问题为：提供一种可以利用视频图像技术对车辆轴型胎型进行识别以及对车辆跳磅、拖磅和扭S等作弊行为进行诊断的车型识别与作弊诊断系统；采用的技术方案为：一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统，包括：视频信息采集装置、图像处理器、称重秤台、电子称重仪表和车道计算机；适用于交通技术领域。

Description

一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统
技术领域
本发明属于车型识别与计重的技术领域，具体涉及一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统。
背景技术
目前，车辆车型识别已经成为智能交通电子技术领域的核心问题。现有技术主要采用基于机电技术的轮轴识别器完成车辆轮轴的识别，但是机电轮轴识别器的寿命比较短，施工和安装过程比较复杂，易损坏，维护困难。
同时，在车辆计重收费过程中采用计重作弊手段逃费的现象时有发生，驾驶员有时会采取跳磅、拖磅、扭磅等违规行驶方式来减小计重系统的称重结果，从而达到逃避正常缴费的目的。这种作弊行为严重影响行车安全，破坏公路设施，危害公众利益。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种可以利用视频图像技术对车辆轴型胎型进行识别以及对车辆跳磅、拖磅和扭S等作弊行为进行诊断的车型识别与作弊诊断系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统，包括：
视频信息采集装置：其输出端与图像处理器的输入端相连，获取车辆的侧面轮廓图像信息和底部轮胎图像信息，并将所述的侧面轮廓图像信息和底部轮胎图像信息发送给图像处理器；
图像处理器：其输出端与电子称重仪表的输入端相连，用于对视频信息采集装置获取到的图像信息进行不断分析处理，得到车辆的轴型胎型信息和作弊信息，并将所述的车辆轴型胎型信息和作弊信息发送给电子称重仪表；
称重秤台：其输出端与电子称重仪表的输入端相连，用于将检测到的车辆重量信息发送给电子称重仪表；
电子称重仪表：其输出端与车道计算机的输入端相连，用于采集车辆重量信息、车辆轴型胎型信息和作弊信息，并进行车辆作弊异常显示和车辆重量补偿，减少作弊行为对车辆重量值的影响，防止计重作弊逃费现象发生，同时电子称重仪表把车辆重量信息、轴型胎型信息和作弊行为信息上传给车道计算机；
车道计算机：用于显示车辆重量信息、轴型胎型信息和作弊行为信息,并进行计重收费或超载检测。
所述视频信息采集装置包括位于收费岛一侧立杆上的高清摄像头。
所述系统还包括：用于实现车辆分离的车辆分离器。
所述车辆分离器通过安装在秤台两侧收费岛上的光幕实现车辆的准确分离。
所述系统还包括车牌识别器，所述车牌识别器的输出端与车道计算机的输入端相连。
所述系统还包括费额显示器，所述费额显示器的输入端与车道计算机的输出端相连，所述费额显示器设置在收费站收费岛一侧的立杆上。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明通过视频信息采集装置和图像处理器能够实现车辆轴型与胎型信息的识别，并可以实现车辆跳磅、拖磅和绕秤走S型等作弊行为的诊断；本发明通过电子称重仪表可以对各种作弊方式下的车辆重量进行补偿，减小作弊行为对车辆重量值的影响，防止车辆计重逃费现象发生；本发明采用视频图像技术进行车辆轴型胎型识别，与之前的机电轮轴识别器相比，采用非接触检测方式，安装维护不必破开路面，不影响路面寿命，不影响收费站通行率，当环境发生变化或系统移动到他处使用时，只需简单设置即可重新投入使用，而且设备成本比较低。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；
图1为本发明的位置布局图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明车辆轴型示意图；
图4为本发明车辆胎型示意图；
图5为本发明车辆轴型胎型特征库示意图；
图中：1为视频信息采集装置，2为图像处理器，3为电子称重仪表，4为车道计算机，5为车牌识别器，6为费额显示器，7为车辆分离器，8为称重秤台。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统，包括：
视频信息采集装置1：其输出端与图像处理器2的输入端相连，获取车辆的侧面轮廓图像信息和底部轮胎图像信息，并将所述的侧面轮廓图像信息和底部轮胎图像信息发送给图像处理器2；
图像处理器2：其输出端与电子称重仪表3的输入端相连，用于对视频信息采集装置1获取到的图像信息进行不断分析处理，得到车辆的轴型胎型信息和作弊信息，并将所述的车辆轴型胎型信息和作弊信息发送给电子称重仪表3，所述图像处理器2位于收费站收费岛一侧的计重柜中，具有车型识别和作弊诊断两大功能；
称重秤台8：其输出端与电子称重仪表3的输入端相连，用于将检测到的车辆重量信息发送给电子称重仪表3；
电子称重仪表3：其输出端与车道计算机4的输入端相连，用于采集车辆重量信息、车辆轴型胎型信息和作弊信息，并进行车辆作弊异常显示和车辆重量补偿，减少作弊行为对车辆重量值的影响，防止计重作弊逃费现象发生，同时电子称重仪表3把车辆重量信息、轴型胎型信息和作弊行为信息上传给车道计算机4，所述电子称重仪表3位于收费站收费岛一侧的计重柜中；
车道计算机4：用于显示车辆重量信息、轴型胎型信息和作弊行为信息,并进行计重收费或超载检测；
所述视频信息采集装置1包括位于收费岛一侧立杆上的高清摄像头。
所述系统还包括：用于实现车辆分离的车辆分离器7，所述车辆分离器7与电子称重仪表3的输入端相连，所述车辆分离器7通过安装在秤台两侧收费岛上的光幕实现车辆的准确分离。
所述系统还包括车牌识别器5，所述车牌识别器5的输出端与车道计算机4的输入端相连。
所述系统还包括费额显示器6，所述费额显示器6的输入端与车道计算机4的输出端相连，所述费额显示器6设置在收费站收费岛一侧的立杆上。
具体地，当车辆进行计重收费时，视频信息采集装置1采用背景差分法对运动车辆进行检测，采集车辆侧面轮廓图像信息和底部轮胎图像信息，并将图像信息发送给图像处理器2；图像处理器2对车辆侧面轮廓信息和底部轮胎信息进行分析处理获得车辆轴型和胎型信息，如：车辆轴型为单轴、双轴或三联轴，车辆胎型为单胎或双胎，同时判断车辆是否发生计重作弊行为，获得车辆作弊信息，如：跳磅、拖磅和扭磅等，并将车辆轴型胎型信息和作弊信息发送给电子称重仪表3；电子称重仪表3对采集到的重量信息、轴型胎型信息和作弊信息进行分析处理，若发生作弊行为，则进行车辆重量补偿，减少计重作弊逃费现象的发生，并将车辆重量、轴型、胎型和作弊方式等信息上传给车道计算机4。
所述图像处理器2的工作原理为：
如图3所示，所述图像处理器2根据视频信息采集装置1获得的车辆侧面轮廓图像进行车辆侧面轮胎特征提取，如图3所示，以水平方向为横坐标，竖直方向为纵坐标，第一个轮胎边缘切线与地面的交接点为坐标原点建立平面坐标，将轮胎中心作为特征点从左到右依次进行坐标标注(x1,y1),(x2,y2),……,(xn-1,yn-1),(xn,yn)，依次判断任意两个相邻轮胎中心点的水平距离即xn-xn-1的差值，若xn-xn-1＜1.4m，则为双联轴，反之，则为单轴，若连续三个轴之间的距离都小于1.4m，则为三联轴；
如图4所示，所述图像处理器2根据视频信息采集装置1获得的车辆底部轮胎图像进行车辆底部轮胎特征提取，如图4所示，以车轴方向为横坐标，竖直方向为纵坐标，最左边轮胎边缘与地面的交接点为坐标原点建立平面坐标，将每个轴上每个轮胎边缘点作为特征点从左到右依次进行坐标标注，如第一个轴上轮胎宽度坐标建立为(m1,m2,m3,m4)，第一个轴上轮胎通常为两个，一侧一个，计算第一个轴上单侧轮胎宽度d1＝m2-m1，并以此宽度作为判断标准；第二个轴上轮胎坐标建立为(n1,n2,……,n8)，第二个轴上单侧轮胎宽度d2＝n4-n1，若第二个轴上d2＞2d1，且检测到轮胎之间存在一个小于0.1m的间隙，则判定为双胎，否则为单胎。车辆胎型判定时，从第一个轴开始依次进行判断，并且第一个轴肯定为单胎；
如图5所示，所述图像处理器2根据多个车型的轴型胎型信息建立车型特征库，然后将轴型胎型信息与特征库信息进行匹配，最终确定车辆车型信息。
所述作弊诊断功能工作原理为：当车辆进行计重收费时，对相邻几帧侧面轮廓图像信息进行分析处理，当轮胎上某一个固定点的坐标没有发生变化即轮胎没有发生转动，但是车辆在图像中的相对位置发生变化即车辆向前移动时，说明车辆发生了拖磅作弊行为；车辆直线行走时，相邻轮胎中心点的横坐标差值是恒定不变的，对相邻几帧轮胎图像信息进行分析处理，当相邻轮胎中心点的横坐标差值xn-xn-1小于设定阈值时，说明车辆发生了扭S作弊行为；车辆处于运动状态时，各个轮胎中心点的纵坐标基本是不变的，对相邻几帧轮胎图像信息进行分析处理，当某个轮胎的中心点纵坐标忽然发生变化并且超过一定的阈值时，说明车辆发生了跳磅作弊行为。
本发明通过视频信息采集装置1和图像处理器2能够实现车辆轴型与胎型信息的识别，并可以实现车辆跳磅、拖磅和绕秤走S型等作弊行为的诊断；本发明通过电子称重仪表3可以对各种作弊方式下的车辆重量进行补偿，减小作弊行为对车辆重量值的影响，防止车辆计重逃费现象发生；本发明采用视频图像技术进行车辆轴型胎型识别，与之前的机电轮轴识别器相比，采用非接触检测方式，安装维护不必破开路面，不影响路面寿命，不影响收费站通行率，当环境发生变化或系统移动到他处使用时，只需简单设置即可重新投入使用，而且设备成本比较低。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统，其特征在于：包括：
视频信息采集装置（1）：其输出端与图像处理器（2）的输入端相连，获取车辆的侧面轮廓图像信息和底部轮胎图像信息，并将所述的侧面轮廓图像信息和底部轮胎图像信息发送给图像处理器（2）；
图像处理器（2）：其输出端与电子称重仪表（3）的输入端相连，用于对视频信息采集装置（1）获取到的图像信息进行不断分析处理，得到车辆的轴型胎型信息和作弊信息，并将所述的车辆轴型胎型信息和作弊信息发送给电子称重仪表（3）；
称重秤台（8）：其输出端与电子称重仪表（3）的输入端相连，用于将检测到的车辆重量信息发送给电子称重仪表（3）；
电子称重仪表（3）：其输出端与车道计算机（4）的输入端相连，用于采集车辆重量信息、车辆轴型胎型信息和作弊信息，并进行车辆作弊异常显示和车辆重量补偿，减少作弊行为对车辆重量值的影响，防止计重作弊逃费现象发生，同时电子称重仪表（3）把车辆重量信息、轴型胎型信息和作弊行为信息上传给车道计算机（4）；
车道计算机（4）：用于显示车辆重量信息、轴型胎型信息和作弊行为信息,并进行计重收费或超载检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统，其特征在于：所述视频信息采集装置（1）包括位于收费岛一侧立杆上的高清摄像头。
3.根据权利要求1所述的一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统，其特征在于：所述系统还包括：用于实现车辆分离的车辆分离器（7）。
4.根据权利要求3所述的一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统，其特征在于：所述车辆分离器（7）通过安装在秤台两侧收费岛上的光幕实现车辆的准确分离。
5.根据权利要求1所述的一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统，其特征在于：所述系统还包括车牌识别器（5），所述车牌识别器（5）的输出端与车道计算机（4）的输入端相连。
6.根据权利要求1所述的一种基于视频图像技术的车型识别与作弊诊断系统，其特征在于：所述系统还包括费额显示器（6），所述费额显示器（6）的输入端与车道计算机（4）的输出端相连，所述费额显示器（5）设置在收费站收费岛一侧的立杆上。
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