CN107038875A - 一种基于图像识别的汽车动态测速装置 - Google Patents

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朱浩亮
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Abstract

本发明提供了一种基于图像识别的汽车动态测速装置，包括CPU处理系统、显示模块、CCD图像传感器、时钟模块；所述显示模块、CCD图像传感器、时钟模块均连接至CPU处理系统；所述CPU处理系统通过CCD传感器拍摄前方车辆的图像信息并根据图片分析两车之间的距离，并根据多张图片测算两车之间的相对运动速度，然后通过显示模块实时显示距离和相对运动速度。本发明能够在当前测速设备不能覆盖全路段的前提下，采用动态测速手段，让驾驶员感觉随时可能被测速，从而能起到一定的威慑作用，促使驾驶员在行驶中自觉遵守速度限制，提高交通安全性；结构简单、使用方便、精度高，在汽车动态测速领域有一定的实际应用价值和应用前景。

Description

一种基于图像识别的汽车动态测速装置
技术领域
本发明涉及一种基于图像识别的汽车动态测速装置。
背景技术
超速行驶是引起车祸的重要原因，超速检测主要包含车速检测与车牌识别，有效的超速检测是杜绝超速行驶的有效手段之一。
在汽车超速检测方面，在对目标车辆进行测速方面，目前国内外采用的技术手段主要有采红外检测技术、超声检测技术、地感线圈检测技术、激光检测技术、视频测速方法等。雷达测速由于造价低廉、测速装置较小使用时隐蔽性较好使其成为目前应用最广泛的一类测速仪器；激光测距由于其精度高在静态测量中应用越来越多；根据测速场合和要求的不同有时也采用压力感应或者红外光感应传感器的方法实现。目前采用的主要测速方式为固定测速和流动测速两种，但是不管采取哪种测速方法其测速准备都必须固定在某个位置，因而无法完成实时动态监测速。
而在车牌识别方面，主要采用图像数字识别的方法，目前图像识别技术已近比较成熟，也得到了大范围的使用比如目前高端的停车收费系统，但是其图像算法较复杂，其处理系统硬件要求较高，因而在超速测量中车牌识别主要还是采用肉眼识别。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于图像识别的汽车动态测速装置，该基于图像识别的汽车动态测速装置能够在运动的过程中完成对速度的准确测量，克服传统测速方式的限制，使测速不仅可以通过将测速装置固定的方式来完成，还可以将其随车携带，在动态条件下完成。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种基于图像识别的汽车动态测速装置，包括CPU处理系统、显示模块、CCD图像传感器、时钟模块；所述显示模块、CCD图像传感器、时钟模块均连接至CPU处理系统；所述CPU处理系统通过CCD传感器拍摄前方车辆的图像信息并根据图片分析两车之间的距离，并根据多张图片测算两车之间的相对运动速度，然后通过显示模块实时显示距离和相对运动速度。
所述CPU处理系统还通过车载CAN总线连接汽车自测速模块，通过汽车自测速模块获取汽车车速。
所述CPU处理系统在测算出相对运动速度之后，还通过获取到的汽车车速计算出前车车速，并将前车车速通过显示模块显示。
所述CPU处理系统还连接有数据存储模块，CPU处理系统和数据存储模块通过SPI通信连接。
所述CPU处理系统还连接有功能设置模块，功能设置模块包括五个独立按键，CPU处理系统通过用户对功能设置模块的操作实现设置测量误差调整、修改系统时间、设定蓝牙连接密码、系统复位。
所述CPU处理系统还连接有串口转蓝牙模块。
所述显示模块为带中文字库的12864液晶显示器。
所述时钟模块为独立RTC模块。
所述CPU处理系统为STM32F407系列单片机。
所述CCD图像传感器为TSL1401。
本发明的有益效果在于：能够在当前测速设备不能覆盖全路段的前提下，采用动态测速手段，让驾驶员感觉随时可能被测速，从而能起到一定的威慑作用，促使驾驶员在行驶中自觉遵守速度限制，提高交通安全性；结构简单、使用方便、精度高，在汽车动态测速领域有一定的实际应用价值和应用前景。
附图说明
图1是本发明的连接示意图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示的一种基于图像识别的汽车动态测速装置，包括CCD图像传感器模块、时钟模块、显示模块、数据存储模块、CPU处理系统模块、按键设置模块、蓝牙模块、汽车自测速模块、上位机模块；其中CCD图像传感器模块输出接口通过数据线连接至CPU处理系统、时钟模块输出连接至CPU处理系统、功能设置模块连接至CPU处理系统、CPU处理系统模块通过I/O口连接至数据存储模块、CPU处理系统模块通过单片机串口连接至串口蓝牙模块、汽车自测速模块通过CAN总线接口连接至CPU处理系统、显示模块通过I/O口连接至CPU处理系统、上位机模块通过手机蓝牙与系统连接。
(1)CCD图像传感器采用TSL1401芯片；
(2)时钟模块采用DS1302时钟芯片；
(3)数据存储模块采用SPI通信协议的W25Q128数字FLASH存储芯片，存储容量128M；
(4)功能设置模块为5个独立按键，通过按键可以设置测量误差调整、修改系统时间、设定蓝牙连接密码、系统复位；
(5)液晶显示模块采用带中文字库的12864液晶显示器；
(6)CPU处理系统采用STM32F407单片机；
(7)汽车自测速模块采用汽车OBD-II汽车诊断法，通过CAN总线读取车轮转速数据；
(8)串口转蓝牙模块采用蓝牙HC-05串口转蓝牙模块；
(9)上位机采用带有蓝牙设备的安卓系统手机。
由此，本发明：
(1)可安装在执法驾驶车辆上，在车辆行驶的过程中完成对前方车辆的测速；
(2)测速过程中，要测量驾驶车辆(执法车辆)自身车速与被测车辆的相对运动速度，自身车速测量过程通过汽车自测速模块完成，通过汽车OBD-II自诊断技术直接读取车辆四个车轮转速数据，这样可以不通安装传感器的方法而获得汽车行驶速度V0。
(3)相对运动速度的测量是通过视觉测距法，即通过CCD传感器拍摄前方车辆的图像信息并根据图片分析两车之间的距离。由于各类私家车大小颜色等存在较大差异，但是其车牌的规格颜色是统一的，为了降低图像识别难度与加快识别速度本装置只针对私家车进行测量其它车辆(公交车、货车等)不测量，在图像识别中采用傅里叶描述子法快速提取车牌边框，再根据车牌边框在整幅图片中所占的二维信息确定前方车辆与摄像头之间的距离(视觉测距法)，再根据将两幅连续的图片的距离、时间间隔推算出相对运动速度V1。
(4)动态测速的过程中对于前方测量完成三幅图像的拍摄，拍摄时间间隔为一秒，通过上述(2)、(3)的步骤就可以测量前方车辆的行驶速度V＝V0+V1，由于存储容量有限，在测速的过程中只保存超速行驶车辆的图像数据、速度、时间信息，并将相关原始图像信息储存在存储模块中。
(5)由于车牌号码识别算法复杂、运算时间久，不利于实时监测，因此采用肉眼车牌差别法，为了方便违规车辆大量的数据存取，测速装置将超速行驶的原始数据通过串口转蓝牙模块发送至手机中，通过手机APP软件保存数据并报表，通过手机查看图像从而辨别车牌。

Claims (10)

1.一种基于图像识别的汽车动态测速装置，包括CPU处理系统、显示模块、CCD图像传感器、时钟模块，其特征在于：所述显示模块、CCD图像传感器、时钟模块均连接至CPU处理系统；所述CPU处理系统通过CCD传感器拍摄前方车辆的图像信息并根据图片分析两车之间的距离，并根据多张图片测算两车之间的相对运动速度，然后通过显示模块实时显示距离和相对运动速度。
2.如权利要求1所述的基于图像识别的汽车动态测速装置，其特征在于：所述CPU处理系统还通过车载CAN总线连接汽车自测速模块，通过汽车自测速模块获取汽车车速。
3.如权利要求1或2所述的基于图像识别的汽车动态测速装置，其特征在于：所述CPU处理系统在测算出相对运动速度之后，还通过获取到的汽车车速计算出前车车速，并将前车车速通过显示模块显示。
4.如权利要求1所述的基于图像识别的汽车动态测速装置，其特征在于：所述CPU处理系统还连接有数据存储模块，CPU处理系统和数据存储模块通过SPI通信连接。
5.如权利要求1所述的基于图像识别的汽车动态测速装置，其特征在于：所述CPU处理系统还连接有功能设置模块，功能设置模块包括五个独立按键，CPU处理系统通过用户对功能设置模块的操作实现设置测量误差调整、修改系统时间、设定蓝牙连接密码、系统复位。
6.如权利要求1所述的基于图像识别的汽车动态测速装置，其特征在于：所述CPU处理系统还连接有串口转蓝牙模块。
7.如权利要求1所述的基于图像识别的汽车动态测速装置，其特征在于：所述显示模块为带中文字库的12864液晶显示器。
8.如权利要求1所述的基于图像识别的汽车动态测速装置，其特征在于：所述时钟模块为独立RTC模块。
9.如权利要求1所述的基于图像识别的汽车动态测速装置，其特征在于：所述CPU处理系统为STM32F407系列单片机。
10.如权利要求1所述的基于图像识别的汽车动态测速装置，其特征在于：所述CCD图像传感器为TSL1401。
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