CN107764827A - 尾气监控方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尾气监控方法和系统，包括获取车辆本体前方车辆的视频流和前方车辆与车辆本体的相对位置关系，根据相对位置关系得到前方车辆的行驶状态，根据行驶状态得到前方车辆的合理尾气排放情况，根据视频流获取前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况，根据合理尾气排放情况和实际尾气排放情况判断前方车辆的尾气排放是否超标；行驶在道路上的车辆根据获取的视频流得到前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况，根据前方车辆的行驶状态得到其合理尾气排放情况，进而判断前方车辆的尾气排放是否超标；该方法可以对道路上车辆的尾气排放情况进行实时监控和互相监督，及时有效，减少了定期检测的漏检概率。

Description

尾气监控方法和系统

技术领域

本发明涉及环境监控领域，特别是涉及一种尾气监控方法和系统。

背景技术

随着机动车辆的普及，机动车辆尾气排放成为了大气污染的主要来源之一。为了减少环境污染，保障人们的生活环境不受到威胁，各地区的环境保护行政主管部门定期对机动车辆的尾气排放进行检测，对于排放超标的机动车辆进行相应的处理。

但是，定期检测存在检测结果不准确的问题，不能代表机动车辆日常使用时的尾气排放情况，使得部分排放超标的机动车辆得以侥幸通过，又回到道路上，为环境污染添油加醋，影响人们的日常生活。

发明内容

基于此，有必要提供一种尾气监控方法和系统，可以对车辆的尾气排放情况进行及时有效的监控。

一方面，本发明提出一种尾气监控方法，包括：

获取车辆本体前方车辆的视频流和所述前方车辆与所述车辆本体的相对位置关系；

根据所述相对位置关系得到所述前方车辆的行驶状态，根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况；

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况；

根据所述合理尾气排放情况和实际尾气排放情况判断所述前方车辆的尾气排放是否超标。

上述尾气监控方法，包括获取车辆本体前方车辆的视频流和所述前方车辆与所述车辆本体的相对位置关系，根据所述相对位置关系得到所述前方车辆的行驶状态，根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况，根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况，根据所述合理尾气排放情况和实际尾气排放情况判断所述前方车辆的尾气排放是否超标；行驶在道路上的车辆获取其前方车辆的视频流，该视频流携带有前方车辆的尾气图像，同时实时检测前方车辆的行驶状态，在不同的行驶状态下车辆的实际尾气排放情况有差异，对应的合理尾气排放情况也有差异，获取前方车辆在不同行驶状态下的合理尾气排放情况和实际尾气排放情况，根据这些信息判断前方车辆的尾气排放是否超标；该方法可以从很好的角度获取车辆的尾气图像，对道路上车辆的尾气排放情况进行实时监控和互相监督，及时有效，减少了定期检测的漏检概率。

在其中一个实施例中，所述行驶状态包括速度状态和加速状态。

在其中一个实施例中，所述合理尾气排放情况包括合理尾气成分和合理尾气浓度，对应的，所述实际尾气排放情况包括实际尾气成分和实际尾气浓度；

根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况的步骤具体为：

根据所述速度状态和加速状态得到所述前方车辆的输出功率，根据所述输出功率获取与所述输出功率对应的合理尾气成分和合理尾气浓度；

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况的步骤具体为：

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度。

在其中一个实施例中，根据所述视频流获取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度的步骤包括：

从所述视频流中抽取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的尾气图像；

对所述尾气图像进行图像处理得到所述尾气图像中排气管的位置、排气管周边的烟雾区域、烟雾颜色、以及背景颜色；

去掉所述烟雾颜色中的背景颜色得到所述排气管周边的实际烟雾颜色；

根据所述烟雾区域和实际烟雾颜色得到所述前方车辆的实际尾气成分和实际尾气浓度。

在其中一个实施例中，根据所述合理尾气排放情况和实际尾气排放情况判断所述前方车辆的尾气排放是否超标的步骤之后，还包括：

若所述前方车辆的尾气排放超标，将所述前方车辆的尾气排放超标信息发送给后台服务器；

后台服务器根据所述尾气排放超标信息对所述前方车辆进行相应的处理。

另一方面，本发明提出一种尾气监控系统，包括设置在车辆本体上的视觉装置、测速装置、存储器和处理器，所述视觉装置用于获取前方车辆的视频流，所述测速装置用于获取前方车辆与所述车辆本体的相对位置关系，所述存储器内存储有尾气监控程序，所述处理器在执行所述尾气监控程序时执行以下步骤：

根据所述相对位置关系得到所述前方车辆的行驶状态，根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况；

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况；

根据所述合理尾气排放情况和实际尾气排放情况判断所述前方车辆的尾气排放是否超标。

在其中一个实施例中，所述行驶状态包括速度状态和加速状态，所述合理尾气排放情况包括合理尾气成分和合理尾气浓度，对应的，所述实际尾气排放情况包括实际尾气成分和实际尾气浓度；

根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况的步骤具体为：

根据所述速度状态和加速状态得到所述前方车辆的输出功率，根据所述输出功率获取与所述输出功率对应的合理尾气成分和合理尾气浓度；

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况的步骤具体为：

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度。

在其中一个实施例中，根据所述视频流获取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度的步骤包括：

从所述视频流中抽取所述前方车辆在不同行驶状态下的尾气图像；

对所述尾气图像进行图像处理得到所述尾气图像中排气管的位置、排气管周边的烟雾区域、烟雾颜色、以及背景颜色；

去掉所述烟雾颜色中的背景颜色得到所述排气管周边的实际烟雾颜色；

根据所述烟雾区域和实际烟雾颜色得到所述前方车辆的实际尾气成分和实际尾气浓度。

在其中一个实施例中，还包括：

通信模块，用于若所述前方车辆的尾气排放超标，将所述前方车辆的尾气排放超标信息发送给后台服务器。

在其中一个实施例中，还包括：

后台服务器，用于根据所述尾气排放超标信息对所述前方车辆进行相应的处理。

附图说明

图1为一实施例中尾气监控方法的方法流程图；

图2为另一实施例中尾气监控方法的方法流程图；

图3为一实施例中尾气监控系统的系统方框图。

具体实施方式

参见图1，图1为一实施例中尾气监控方法的方法流程图。

在本实施例中，该尾气监控方法包括如下步骤：

S101，获取车辆本体前方车辆的视频流和所述前方车辆与所述车辆本体的相对位置关系。

机动车辆，如汽车尾气中的主要污染物包括碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、及固体颗粒物等。其中，二氧化氮是呈棕红色，尾气中还含有固体颗粒物使得汽车尾气呈现出有色状态。当车辆尾气的成分不一样时，其颜色也不一样。

该车辆本体和前方车辆包括汽车、卡车或者其他机动车辆，在车辆本体，如汽车上安装视觉装置和测速装置，具体的，该视觉装置可以为摄像头，测速装置可以为雷达。分别通过摄像头实时获取前方车辆的视频流，通过雷达对前方车辆相对于车辆本体所处的位置进行实时检测，根据该相对位置关系可以得到前方车辆的行驶状态。

具体的，该行驶状态包括速度状态和加速状态。进一步的，速度状态包括速度的大小和方向，加速状态包括加速、减速或匀速，以及加速度的大小和方向。

S102，根据所述相对位置关系得到所述前方车辆的行驶状态，根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况。

当车辆处于不同行驶状态时，其输出功率不一样，车辆燃料单位时间的燃烧量也不一样，相应的产生的尾气排放浓度也不一样。当车辆处于不同的行驶状态时，其尾气排放浓度对应一定的合格区间。例如，当汽车从匀速到加速时，其输出功率增大，尾气排放量增多，尾气排放浓度也变大，相应的尾气颜色加深。

此外，当车辆处于不同的运行状况时，其尾气颜色会发生相应的变化，例如，当车辆严重故障时，尾气管可能冒出黑烟，此时，车辆尾气的主要成分为燃烧不完全的固体颗粒，且固体颗粒的浓度很高。因此，根据尾气的颜色可以识别尾气中的主要成分，根据尾气颜色的深浅可以推断该主要成分的浓度，进而可以根据尾气中的主要成分及浓度来判断该车辆的尾气排放是否超标。再者，车辆的尾气浓度还和车辆的型号有关，同样的行驶状态下，大型客车的尾气浓度高于小型汽车，因此，可以通过摄像头拍摄到的前方车辆的视频流提取车辆的型号，综合其型号和行驶状态确定车辆尾气浓度的合格区间，即合理尾气浓度。并将车辆在正常运行时的尾气成分作为其合理尾气成分。

S103，根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况。

实时检测前方车辆的行驶状态，分别对其在不同行驶状态下的尾气进行检测，摄像头获取到的视频流中携带有前方车辆的尾气图像，对前方车辆在不同行驶状态下的尾气图像进行图像处理可以得到前方车辆的实际尾气成分和实际尾气浓度，具体为前方车辆尾气中的主要气成分及浓度。在检测方式上，可以设定固定时间间隔对前方车辆进行持续检测，获取前方汽车连续的视频流，通过一定的算法计算其在不同行驶状态下主要成分的浓度均值，作为前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度。

S104，根据所述合理尾气排放情况和实际尾气排放情况判断所述前方车辆的尾气排放是否超标。

在获取到前方车辆的合理尾气成分、合理尾气浓度，以及实际尾气成分、实际尾气浓度之后，对这些信息进行分析，进而判断前方车辆的尾气排放是否超标。

具体的，若车辆的尾气排放是否超标和其在加速状态下的尾气排放情况相关度比较大，可以预先设定车辆在不同行驶状态下的尾气超标权值，将车辆处于加速状态下的尾气排放超标情况的权值设置得大一些，将车辆处于匀速和减速状态下的尾气排放超标情况的权值设置得小一些。根据前方车辆在不同行驶状态下的尾气排放超标情况结合其权值进行综合分析和计算，最终判断前方车辆是否尾气排放超标。

上述尾气监控方法，行驶在道路上的车辆获取其前方车辆的视频流，同时实时检测前方车辆的行驶状态，该视频流携带有前方车辆的尾气图像，根据该视频流提取前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况，具体包括尾气的主要成分和该主要成分的浓度，对应获取前方车辆在不同行驶状态下的合理尾气成分和合理尾气浓度，根据这些信息判断前方车辆的尾气排放是否超标；该方法可以从很好的角度获取车辆的尾气图像，对道路上车辆的尾气排放情况进行实时监控，及时有效，减少了定期检测的漏检概率，车辆之间可以互相监督，提高了监控力度，同时减少了环境管理部门的工作量。

参见图2，图2为另一实施例中尾气监控方法的方法流程图。

在本实施例中，该尾气监控方法包括如下步骤：

S201，获取车辆本体前方车辆的视频流和所述前方车辆与所述车辆本体的相对位置关系。

S202，根据所述相对位置关系得到所述前方车辆的行驶状态，所述行驶状态包括速度状态和加速状态。

S203，根据所述速度状态和加速状态得到所述前方车辆的输出功率，根据所述输出功率获取与所述输出功率对应的合理尾气成分和合理尾气浓度。

通过步骤S204～S207得到前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度，具体为前方车辆尾气中的主要成分和该主要成分的浓度。

S204，从所述视频流中抽取所述前方车辆在不同行驶状态下的尾气图像。

S205，对所述尾气图像进行图像处理得到所述尾气图像中排气管的位置、排气管周边的烟雾区域、烟雾颜色、以及背景颜色。

由于车辆本体位于前方车辆的后方，其拍摄角度可以直接获取到包含有前方车辆尾部排气管以及周边烟雾区域的视频，通过该视频可以同时获取到前方车辆的车牌号、车型号等信息。

背景色为烟雾区域之外，当前环境的颜色。

S206，去掉所述烟雾颜色中的背景颜色得到所述排气管周边的实际烟雾颜色。

S207，根据所述烟雾区域和实际烟雾颜色得到所述前方车辆的实际尾气成分和实际尾气浓度。

该实际烟雾颜色包括实际烟雾的色调和饱和度，其中，通过色调可以推断尾气中的主要成分，通过烟雾区域和饱和度可以推断该主要成分的浓度。

S208，根据所述合理尾气排放情况和实际尾气排放情况判断所述前方车辆的尾气排放是否超标。

具体为根据前方车辆尾气中的主要成分和该主要成分的浓度，以及合理尾气成分和合理尾气浓度来判断前方车辆的尾气是否超标，该合理尾气成分和合理尾气浓度可以为该主要成分及其合理浓度。

S209，将所述前方车辆的尾气排放超标信息发送给后台服务器。

该尾气超标信息可以包括前方车辆尾气中的主要成分和该成分的浓度、该主要成分的超标程度、以及该前方车辆的身份信息，包括车牌号、车型号等。该后台服务器可以为环境管理部门的服务器。

S210，后台服务器根据所述尾气排放超标信息对所述前方车辆进行相应的处理。

环境管理部门在收到该尾气超标信息之后可以对该前方车辆进行记录、扣分、提醒、以及限行处理。及时有效地监控车辆的尾气排放情况，减少尾气排放超标车辆的运行时间，优化了道路环境。

上述尾气监控方法，行驶在道路上的车辆获取其前方车辆的视频流，该视频流携带有前方车辆的尾气图像，同时实时检测前方车辆的行驶状态，从该尾气图像中提取出前方车辆在不同行驶状态下尾气的主要成分和该成分的浓度，同时根据检测到的行驶状态得到前方车辆在不同行驶状态下的合理尾气成分和合理尾气浓度，可以为该主要成分以及该主要成分的合理浓度，根据这些信息判断前方车辆的尾气排放是否超标；该方法可以从很好的角度获取车辆的尾气图像，对道路上车辆的尾气排放情况进行实时监控，及时有效，减少了定期检测的漏检概率，车辆之间可以互相监督，提高了监控力度，同时减少了环境管理部门的工作量。

参见图3，图3为一实施例中尾气监控系统的系统方框图。

在本实施例中，该尾气监控系统包括设置在车辆本体上的视觉装置101、测速装置102、存储器103和处理器104，所述视觉装置101用于获取前方车辆的视频流，所述测速装置102用于获取前方车辆与所述车辆本体的相对位置关系，所述存储器103内存储有尾气监控程序，所述处理器104在执行所述尾气监控程序时执行以下步骤：

根据所述相对位置关系得到所述前方车辆的行驶状态，根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况；

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况；根据所述合理尾气排放情况和实际尾气排放情况判断所述前方车辆的尾气排放是否超标。

在其中一个实施例中，行驶状态包括速度状态和加速状态，所述合理尾气排放情况包括合理尾气成分和合理尾气浓度，对应的，所述实际尾气排放情况包括实际尾气成分和实际尾气浓度；

根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况的步骤具体为：

根据所述速度状态和加速状态得到所述前方车辆的输出功率，根据所述输出功率获取与所述输出功率对应的合理尾气成分和合理尾气浓度；

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况的步骤具体为：

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度。

在其中一个实施例中，根据所述视频流获取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度的步骤包括：

从所述视频流中抽取所述前方车辆在不同行驶状态下的尾气图像；

对所述尾气图像进行图像处理得到所述尾气图像中排气管的位置、排气管周边的烟雾区域、烟雾颜色、以及背景颜色；

去掉所述烟雾颜色中的背景颜色得到所述排气管周边的实际烟雾颜色；

根据所述烟雾区域和实际烟雾颜色得到所述前方车辆的实际尾气成分和实际尾气浓度。

在其中一个实施例中，该尾气监控系统还包括：

通信模块105，用于若所述前方车辆的尾气排放超标，将所述前方车辆的尾气排放超标信息发送给后台服务器20。

在其中一个实施例中，该尾气监控系统还包括：

后台服务器20，用于根据所述尾气排放超标信息对所述前方车辆进行相应的处理。

该后台服务器20为环境管理部门的服务器，各车辆均通过通讯模块连接到该服务器，以实现环境管理部门对道路车辆尾气排放的统一管理。

上述尾气监控系统，行驶在道路上的车辆获取其前方车辆的视频流，该视频流携带有前方车辆的尾气图像，同时实时检测前方车辆的行驶状态，从该尾气图像中提取出前方车辆在不同行驶状态下尾气的主要成分和该成分的浓度，同时根据检测到的行驶状态得到前方车辆在不同行驶状态下的合理尾气成分和合理尾气浓度，可以为该主要成分以及该主要成分的合理浓度，根据这些信息判断前方车辆的尾气排放是否超标；该方法可以从很好的角度获取车辆的尾气图像，对道路上车辆的尾气排放情况进行实时监控，及时有效，减少了定期检测的漏检概率，车辆之间可以互相监督，提高了监控力度，同时减少了环境管理部门的工作量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种尾气监控方法，其特征在于，包括：

获取车辆本体前方车辆的视频流和所述前方车辆与所述车辆本体的相对位置关系；

根据所述相对位置关系得到所述前方车辆的行驶状态，根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况；

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况；

根据所述合理尾气排放情况和实际尾气排放情况判断所述前方车辆的尾气排放是否超标。

2.根据权利要求1所述的尾气监控方法，其特征在于，所述行驶状态包括速度状态和加速状态。

3.根据权利要求2所述的尾气监控方法，其特征在于，所述合理尾气排放情况包括合理尾气成分和合理尾气浓度，对应的，所述实际尾气排放情况包括实际尾气成分和实际尾气浓度；

根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况的步骤具体为：

根据所述速度状态和加速状态得到所述前方车辆的输出功率，根据所述输出功率获取与所述输出功率对应的合理尾气成分和合理尾气浓度；

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况的步骤具体为：

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度。

4.根据权利要求3所述的尾气监控方法，其特征在于，根据所述视频流获取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度的步骤包括：

从所述视频流中抽取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的尾气图像；

对所述尾气图像进行图像处理得到所述尾气图像中排气管的位置、排气管周边的烟雾区域、烟雾颜色、以及背景颜色；

去掉所述烟雾颜色中的背景颜色得到所述排气管周边的实际烟雾颜色；

根据所述烟雾区域和实际烟雾颜色得到所述前方车辆的实际尾气成分和实际尾气浓度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述合理尾气排放情况和实际尾气排放情况判断所述前方车辆的尾气排放是否超标的步骤之后，还包括：

若所述前方车辆的尾气排放超标，将所述前方车辆的尾气排放超标信息发送给后台服务器；

后台服务器根据所述尾气排放超标信息对所述前方车辆进行相应的处理。

6.一种尾气监控系统，其特征在于，包括设置在车辆本体上的视觉装置、测速装置、存储器和处理器，所述视觉装置用于获取前方车辆的视频流，所述测速装置用于获取前方车辆与所述车辆本体的相对位置关系，所述存储器内存储有尾气监控程序，所述处理器在执行所述尾气监控程序时执行以下步骤：

根据所述相对位置关系得到所述前方车辆的行驶状态，根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况；

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况；

根据所述合理尾气排放情况和实际尾气排放情况判断所述前方车辆的尾气排放是否超标。

7.根据权利要求6所述的尾气监控系统，其特征在于，所述行驶状态包括速度状态和加速状态，所述合理尾气排放情况包括合理尾气成分和合理尾气浓度，对应的，所述实际尾气排放情况包括实际尾气成分和实际尾气浓度；

根据所述行驶状态得到所述前方车辆的合理尾气排放情况的步骤具体为：

根据所述速度状态和加速状态得到所述前方车辆的输出功率，根据所述输出功率获取与所述输出功率对应的合理尾气成分和合理尾气浓度；

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同行驶状态下的实际尾气排放情况的步骤具体为：

根据所述视频流获取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度。

8.根据权利要求7所述的尾气监控系统，其特征在于，根据所述视频流获取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的实际尾气成分和实际尾气浓度的步骤包括：

从所述视频流中抽取所述前方车辆在不同速度状态和加速状态下的尾气图像；

对所述尾气图像进行图像处理得到所述尾气图像中排气管的位置、排气管周边的烟雾区域、烟雾颜色、以及背景颜色；

去掉所述烟雾颜色中的背景颜色得到所述排气管周边的实际烟雾颜色；

根据所述烟雾区域和实际烟雾颜色得到所述前方车辆的实际尾气成分和实际尾气浓度。

9.根据权利要求6所述的尾气监控系统，其特征在于，还包括：

通信模块，用于若所述前方车辆的尾气排放超标，将所述前方车辆的尾气排放超标信息发送给后台服务器。

10.根据权利要求9所述的尾气监控系统，其特征在于，还包括：

后台服务器，用于根据所述尾气排放超标信息对所述前方车辆进行相应的处理。