CN108103999B - 基于多目数据采集的阻车器控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多目数据采集的阻车器控制系统，包括立起架构和底座架构，所述立起架构包括支撑架、倒U型立杆和旋转杆，旋转杆与倒U型立杆连接，用于控制倒U型立杆处于竖起状态或躺卧状态，支撑架用于在倒U型立杆后方，对倒U型立杆起支撑作用，倒U型立杆在由竖起状态到躺卧状态的切换过程中，面朝地面向前方倒下以贴合地面，方便车辆通过，所述底座架构包括左侧水泥槽体、右侧水泥槽体和底架。通过本发明，能够基于高精度的图像数据提高阻车器的控制水平。

Description

基于多目数据采集的阻车器控制系统

本发明是申请号为2017108312503、申请日为2017年9月15日、发明名称为“基于多目数据采集的阻车器控制系统及方法”的专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及机场管理领域，尤其涉及一种基于多目数据采集的阻车器控制系统。

背景技术

阻车器有两种实现形式，一种被称为挡车器或者稳车器也称破胎器、扎胎器，是针对公路收费站过往车辆闯岗逃逸现象而研制开发的新产品。这种阻车器一般采用自动和手动双重控制，具有减速和扎胎两种功能，是控制车辆减速，预防车辆野蛮闯岗，保证路管人员人身安全和财产安全必不可少的专用设施。

另一种阻车器用于车辆停放，对即将停放的车辆或车辆驾驶员进行鉴权验证，只有通过验证，方允许对应车辆停放到相应位置。然而，这种阻车器目前功能较为简单，结构设计不够精良，无法满足现有需求，例如，对只运行定制车型停放的停车位置，无法实现相应的授权验证机制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于多目数据采集的阻车器控制系统。

本发明至少具有以下三个重要发明点：

(1)以历史多个宽视野图像对目标灰度阈值范围进行实时更新，从而保证了目标子图像从宽视野图像处的分离效果，保证后续目标类型识别的准确性；

(2)将多目摄像头的成像单元进行复杂构造，以在提高去重后的宽视野图像的图像质量的同时，保证图像的视野的宽度；

(3)通过重新设计阻车器的内部架构，增加多个辅助设备，提高阻车器的自动化水平。

根据本发明的一方面，提供了一种基于多目数据采集的阻车器控制系统，所述系统包括立起架构和底座架构，所述立起架构包括支撑架、倒U型立杆和旋转杆，旋转杆与倒U型立杆连接，用于控制倒U型立杆处于竖起状态或躺卧状态，支撑架用于在倒U型立杆后方，对倒U型立杆起支撑作用，倒U型立杆在由竖起状态到躺卧状态的切换过程中，面朝地面向前方倒下以贴合地面，方便车辆通过，所述底座架构包括左侧水泥槽体、右侧水泥槽体和底架，左侧水泥槽体和右侧水泥槽体都设置在底架内，用于在内部铺设水泥以进行加固，左侧水泥槽体上设置有覆盖金属丝网的左侧通水孔，右侧水泥槽体上设置有覆盖金属丝网的右侧通水孔。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的基于多目数据采集的阻车器控制系统的结构示意图。

图2为根据本发明实施方案示出的基于多目数据采集的阻车器控制系统的底座架构的底架内部中用于嵌入地面的嵌入结构的结构示意图。

图3为根据本发明实施方案示出的基于多目数据采集的阻车器控制系统的多目摄像头的结构方框图。

附图标记：1立起架构；11支撑架；12倒U型立杆；13旋转杆；2底座架构；21左侧水泥槽体；22右侧水泥槽体；211左侧通水孔；221右侧通水孔；121摄像头安装孔；122立体声扬声器；123LED显示设备；124GPS定位设备；

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于多目数据采集的阻车器控制方法的实施方案进行详细说明。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于多目数据采集的阻车器控制系统。

图1为根据本发明实施方案示出的基于多目数据采集的阻车器控制系统的结构示意图，所述系统包括：

立起架构和底座架构，所述立起架构包括支撑架、倒U型立杆和旋转杆，旋转杆与倒U型立杆连接，用于控制倒U型立杆处于竖起状态或躺卧状态，支撑架用于在倒U型立杆后方，对倒U型立杆起支撑作用，倒U型立杆在由竖起状态到躺卧状态的切换过程中，面朝地面向前方倒下以贴合地面，方便车辆通过，所述底座架构包括左侧水泥槽体、右侧水泥槽体和底架，左侧水泥槽体和右侧水泥槽体都设置在底架内，用于在内部铺设水泥以进行加固，左侧水泥槽体上设置有覆盖金属丝网的左侧通水孔，右侧水泥槽体上设置有覆盖金属丝网的右侧通水孔。

其中，如图2所示，底架内部中还包括用于嵌入地面的嵌入结构。

接着，继续对本发明的基于多目数据采集的阻车器控制系统的具体结构进行进一步的说明。

所述基于多目数据采集的阻车器控制系统中还可以包括：

如图3所示，多目摄像头，被安装在摄像头安装孔内，包括多个成像单元，每一个成像单元用于对其成像范围内的景象进行实时成像操作，每一个成像单元包括信噪比分析器、质量比较器和N个图像传感器，信噪比分析器分别与N个图像传感器连接，用于对N个图像传感器的成像图像进行信噪比分析，质量比较器与信噪比分析器连接，用于接收N个图像传感器的成像图像的信噪比，并选择信噪比最高的成像图像作为对应成像单元的输出图像；

区域合并设备，与多目摄像头连接，用于接收多个成像单元的多个输出图像，并检测多个输出图像之间是否存在重叠，并在存在重叠时，通过去重算法对多个输出图像进行合并以获得去重后的宽视野图像；

其中，N个图像传感器之间还进行数据联动，以保证N个图像传感器输出的多个输出图像的平均亮度相符，以及保证N个图像传感器输出的多个输出图像的动态范围相符；

其中，每一个成像单元包括的图像传感器的数量即N基于成像单元的位置预设设定，成像单元越靠近多目摄像头的中央位置，其对应的N的数值越大，成像单元越偏离多目摄像头的中央位置，其对应的N的数值越小。

所述基于多目数据采集的阻车器控制系统中还可以包括：

阈值更新设备，用于以时间为顺序来接收每一个宽视野图像，每接收一次宽视野图像，使用该最新接收到的宽视野图像更新之前确定的定制车型灰度阈值范围，其中，定制车型灰度阈值范围的初始范围被预先存储在阈值更新设备的内置存储器中；

内容分析设备，用于接收最新的宽视野图像，并分析最新的宽视野图像的复杂度，以基于最新的宽视野图像的复杂度选择对应的滤波算法；

滤波处理设备，与内容分析设备连接，用于接收最新的宽视野图像以及接收选择的滤波算法，并对最新的宽视野图像执行选择的滤波算法，以获得对应的滤波图像；

车型轮廓提取设备，与阈值更新设备连接，用于对最新的宽视野图像的每一个像素的像素值确定是否落在更新后的定制车型灰度阈值范围内，如果落在更新后的定制车型灰度阈值范围之内，则将该像素确定为定制车型像素，如果落在更新后的定制车型灰度阈值范围之外，则将该像素确定为非定制车型像素，将最新的宽视野图像的所有定制车型像素组成定制车型子图像；

驱动控制设备，与车型轮廓提取设备连接，用于接收定制车型子图像，并基于定制车型子图像在最新的宽视野图像的面积比例确定定制车型子图像的有效性，当确定定制车型子图像为有效时，控制倒U型立杆由竖起状态切换到躺卧状态。

所述基于多目数据采集的阻车器控制系统中：

倒U型立杆上还设置有摄像头安装孔、立体声扬声器、LED显示设备、GPS定位设备。

所述基于多目数据采集的阻车器控制系统中：

驱动控制设备基于定制车型子图像在最新的宽视野图像的面积比例确定定制车型子图像的有效性包括：当定制车型子图像在最新的宽视野图像的面积比例大于等于预设比例阈值时，确定定制车型子图像为有效，否则，确定定制车型子图像为无效。

同时，根据本发明实施方案的基于多目数据采集的阻车器控制方法包括：

使用立起架构和底座架构构造阻车器受控主体，所述立起架构包括支撑架、倒U型立杆和旋转杆，旋转杆与倒U型立杆连接，用于控制倒U型立杆处于竖起状态或躺卧状态，支撑架用于在倒U型立杆后方，对倒U型立杆起支撑作用，倒U型立杆在由竖起状态到躺卧状态的切换过程中，面朝地面向前方倒下以贴合地面，方便车辆通过，所述底座架构包括左侧水泥槽体、右侧水泥槽体和底架，左侧水泥槽体和右侧水泥槽体都设置在底架内，用于在内部铺设水泥以进行加固，左侧水泥槽体上设置有覆盖金属丝网的左侧通水孔，右侧水泥槽体上设置有覆盖金属丝网的右侧通水孔。

接着，继续对本发明的基于多目数据采集的阻车器控制方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述基于多目数据采集的阻车器控制方法还可以包括：

使用多目摄像头，被安装在摄像头安装孔内，包括多个成像单元，每一个成像单元用于对其成像范围内的景象进行实时成像操作，每一个成像单元包括信噪比分析器、质量比较器和N个图像传感器，信噪比分析器分别与N个图像传感器连接，用于对N个图像传感器的成像图像进行信噪比分析，质量比较器与信噪比分析器连接，用于接收N个图像传感器的成像图像的信噪比，并选择信噪比最高的成像图像作为对应成像单元的输出图像；

使用区域合并设备，与多目摄像头连接，用于接收多个成像单元的多个输出图像，并检测多个输出图像之间是否存在重叠，并在存在重叠时，通过去重算法对多个输出图像进行合并以获得去重后的宽视野图像；

其中，N个图像传感器之间还进行数据联动，以保证N个图像传感器输出的多个输出图像的平均亮度相符，以及保证N个图像传感器输出的多个输出图像的动态范围相符；

其中，每一个成像单元包括的图像传感器的数量即N基于成像单元的位置预设设定，成像单元越靠近多目摄像头的中央位置，其对应的N的数值越大，成像单元越偏离多目摄像头的中央位置，其对应的N的数值越小。

所述基于多目数据采集的阻车器控制方法还可以包括：

使用阈值更新设备，用于以时间为顺序来接收每一个宽视野图像，每接收一次宽视野图像，使用该最新接收到的宽视野图像更新之前确定的定制车型灰度阈值范围，其中，定制车型灰度阈值范围的初始范围被预先存储在阈值更新设备的内置存储器中；

使用内容分析设备，用于接收最新的宽视野图像，并分析最新的宽视野图像的复杂度，以基于最新的宽视野图像的复杂度选择对应的滤波算法；

使用滤波处理设备，与内容分析设备连接，用于接收最新的宽视野图像以及接收选择的滤波算法，并对最新的宽视野图像执行选择的滤波算法，以获得对应的滤波图像；

使用车型轮廓提取设备，与阈值更新设备连接，用于对最新的宽视野图像的每一个像素的像素值确定是否落在更新后的定制车型灰度阈值范围内，如果落在更新后的定制车型灰度阈值范围之内，则将该像素确定为定制车型像素，如果落在更新后的定制车型灰度阈值范围之外，则将该像素确定为非定制车型像素，将最新的宽视野图像的所有定制车型像素组成定制车型子图像；

使用驱动控制设备，与车型轮廓提取设备连接，用于接收定制车型子图像，并基于定制车型子图像在最新的宽视野图像的面积比例确定定制车型子图像的有效性，当确定定制车型子图像为有效时，控制倒U型立杆由竖起状态切换到躺卧状态。

所述基于多目数据采集的阻车器控制方法中：

倒U型立杆上还设置有摄像头安装孔、立体声扬声器、LED显示设备、GPS定位设备。

所述基于多目数据采集的阻车器控制方法中：

驱动控制设备基于定制车型子图像在最新的宽视野图像的面积比例确定定制车型子图像的有效性包括：当定制车型子图像在最新的宽视野图像的面积比例大于等于预设比例阈值时，确定定制车型子图像为有效，否则，确定定制车型子图像为无效。

另外，图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。

由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。

常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等)，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。

采用本发明的基于多目数据采集的阻车器控制系统及方法，针对现有技术中阻车器结构过于简单的技术问题，通过改造阻车器结构，接收定制车型子图像，并基于定制车型子图像在最新的宽视野图像的面积比例确定定制车型子图像的有效性，当确定定制车型子图像为有效时，控制倒U型立杆由竖起状态切换到躺卧状态，从而保证定制车型车辆的定向停放。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种基于多目数据采集的阻车器控制系统，其特征在于，所述系统包括立起架构和底座架构，所述立起架构包括支撑架、倒U型立杆和旋转杆，旋转杆与倒U型立杆连接，用于控制倒U型立杆处于竖起状态或躺卧状态，支撑架用于在倒U型立杆后方，对倒U型立杆起支撑作用，倒U型立杆在由竖起状态到躺卧状态的切换过程中，面朝地面向前方倒下以贴合地面，方便车辆通过，所述底座架构包括左侧水泥槽体、右侧水泥槽体和底架，左侧水泥槽体和右侧水泥槽体都设置在底架内，用于在内部铺设水泥以进行加固，左侧水泥槽体上设置有覆盖金属丝网的左侧通水孔，右侧水泥槽体上设置有覆盖金属丝网的右侧通水孔；

多目摄像头，被安装在摄像头安装孔内，包括多个成像单元，每一个成像单元用于对其成像范围内的景象进行实时成像操作，每一个成像单元包括信噪比分析器、质量比较器和N个图像传感器，信噪比分析器分别与N个图像传感器连接，用于对N个图像传感器的成像图像进行信噪比分析，质量比较器与信噪比分析器连接，用于接收N个图像传感器的成像图像的信噪比，并选择信噪比最高的成像图像作为对应成像单元的输出图像；

区域合并设备，与多目摄像头连接，用于接收多个成像单元的多个输出图像，并检测多个输出图像之间是否存在重叠，并在存在重叠时，通过去重算法对多个输出图像进行合并以获得去重后的宽视野图像；

其中，N个图像传感器之间还进行数据联动，以保证N个图像传感器输出的多个输出图像的平均亮度相符，以及保证N个图像传感器输出的多个输出图像的动态范围相符；

其中，每一个成像单元包括的图像传感器的数量即N基于成像单元的位置预设设定，成像单元越靠近多目摄像头的中央位置，其对应的N的数值越大，成像单元越偏离多目摄像头的中央位置，其对应的N的数值越小。

2.如权利要求1所述的基于多目数据采集的阻车器控制系统，其特征在于，还包括：

阈值更新设备，用于以时间为顺序来接收每一个宽视野图像，每接收一次宽视野图像，使用该最新接收到的宽视野图像更新之前确定的定制车型灰度阈值范围，其中，定制车型灰度阈值范围的初始范围被预先存储在阈值更新设备的内置存储器中；

内容分析设备，用于接收最新的宽视野图像，并分析最新的宽视野图像的复杂度，以基于最新的宽视野图像的复杂度选择对应的滤波算法；

滤波处理设备，与内容分析设备连接，用于接收最新的宽视野图像以及接收选择的滤波算法，并对最新的宽视野图像执行选择的滤波算法，以获得对应的滤波图像；

车型轮廓提取设备，与阈值更新设备连接，用于对最新的宽视野图像的每一个像素的像素值确定是否落在更新后的定制车型灰度阈值范围内，如果落在更新后的定制车型灰度阈值范围之内，则将该像素确定为定制车型像素，如果落在更新后的定制车型灰度阈值范围之外，则将该像素确定为非定制车型像素，将最新的宽视野图像的所有定制车型像素组成定制车型子图像；

驱动控制设备，与车型轮廓提取设备连接，用于接收定制车型子图像，并基于定制车型子图像在最新的宽视野图像的面积比例确定定制车型子图像的有效性，当确定定制车型子图像为有效时，控制倒U型立杆由竖起状态切换到躺卧状态。

3.如权利要求2所述的基于多目数据采集的阻车器控制系统，其特征在于：

倒U型立杆上还设置有摄像头安装孔、立体声扬声器、LED显示设备、GPS定位设备。

4.如权利要求3所述的基于多目数据采集的阻车器控制系统，其特征在于：

驱动控制设备基于定制车型子图像在最新的宽视野图像的面积比例确定定制车型子图像的有效性包括：当定制车型子图像在最新的宽视野图像的面积比例大于等于预设比例阈值时，确定定制车型子图像为有效，否则，确定定制车型子图像为无效。