CN110046615A - 一种矿用辅助运输车辆信息自动识别方法 - Google Patents

Abstract

一种矿用辅助运输车辆信息自动识别方法，所述方法是用于矿山恶劣工况环境中难以识别的车辆信息检测；所述方法是基于自动识别装置实现的，包括支架、摄像头、旋转盘、锥齿轮及丝杠；所述方法是扫描车牌号区域及捕捉车牌号，二次扫描，利用数字识别，通过灰度化、灰度拉伸、二值化及边缘化处理，精确定位字符区域，并进行字符分割，归一化处理，缩放及特征提取，获得特定字符的表达形式，与字符数据库模板中的标准字符表达式进行匹配判别，识别出输入的字符图像，经过与样本库比对，确认车辆信息。本方法准确、快速、高效的对矿用车辆信息进行识别检测，为矿用辅助运输车辆提供了安全可靠的有效保证。

Description

一种矿用辅助运输车辆信息自动识别方法

技术领域

本发明涉及一种矿山辅助运输车辆信息识别装置及其方法，特别是矿山工况恶劣，辅助运输车辆信息模糊辨认不清，通过扫描车辆大面积外形，识别车牌区域位置并进行车牌模糊识别，近而确认车辆信息的一种矿山辅助运输车辆信息识别装置及其方法。

背景技术

煤矿辅助运输是除运输煤炭以外的所有运输，主要运输对象包括人员、矸石、设备、材料及充填物等，主要用于地面到工作面、工作面到地面、工作面或采区之间的周转输送作业，现有国内外使用的辅助设备多种多样，按有无轨道分为有轨运输和无轨运输；按开拓形式分为平硐运输、斜硐运输、斜井运输和立井运输；按动力源分为柴油机动力源、蓄电池动力源和电网电源动力源等，辅助运输的工作地点分散，运输线路随工作地点的延伸或迁移而经常变化，且线路复杂，运输环节较多，待运物料品种繁多，形状各异。

由于矿用车辆来自不同厂家，同一厂家车辆种类较多，功能的特殊性造成车辆外形结构差异大，车牌位于车辆的不同位置，或高或低，或左或右，与地面道路车辆相比，车牌位置随意性大；又由于矿用辅助运输车辆所处工况恶劣，车身颜色均是蓝底色，煤粉、污水以及泥浆等造成车牌被污物遮挡严重，而工作区域单一，加大了对车牌信息识别的难度。

公开号为CN206962940U公开了一种“车牌识别装置”实用新型专利，包括由上至下依次固定设置的车牌识别摄像机、多向旋转接头、显示控制一体机和竖直设置的立柱；多向旋转接头包括旋转机构和固定机构，旋转机构能绕固定机构旋转地固定套设于所述固定机构内；车牌识别摄像机与所述旋转机构可拆卸连接，显示控制一体机与所述固定机构可拆卸连接；随着旋转机构绕固定机构旋转，车牌识别摄像机绕显示控制一体机旋转；当旋转机构与固定机构固定连接时，车牌识别摄像机通过多向旋转接头固定设置于显示控制一体机上，本车牌识别装置通过所述多向旋转接头，使车牌识别摄像机的调整简单方便，但是由于马路车辆车牌有行标和国标要求，实际扫描区域较小，不适合井下车辆使用；而且该设备结构复杂，组装难度高，操作程序复杂，造成人为使用困难，制造难度大成本高。

公开号为CN105096608A公开了“一种提高车牌识别准确度的方法、装置及系统”实用新型专利，其中所述方法包括：获取预设区域内所有车辆的车牌，并将获取的预设区域内所有车辆的车牌映射为临时车牌集；获取车牌识别设备发送的车牌识别结果；将所述的车牌识别结果与临时车牌集进行比对，并将所述临时车牌集中与车牌识别结果匹配度最高的车牌发送给车牌识别设备；本发明所述提高车牌识别准确度的方法是通过将车牌识别结果与预设区域内所有车辆的临时车牌集进行比对，提高了车牌识别的准确度，加快了车辆出入速度，大大减缓交通拥堵的压力，提升了交通管理中的智能化程度，但井下辅助运输车辆作业区域较小，车牌识别不需要汉字库，而且数字也基本为三位数，所以该装置显得程序复杂，未针对单一数字识别而开发。

因此，迫切需要设计一种区域辨识装置及其方法，根据车身颜色和车牌颜色的差异，迅速找到车牌位置，缩小识别区域，近而有效地解决矿用辅助运输车辆车牌难以识别的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明采用模糊识别技术，根据车牌数字信息或者部分区域信息与样本库进行比对，实现车辆车牌信息识别，并提供一种矿用辅助运输车辆信息自动识别方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案。

一种矿用辅助运输车辆信息自动识别方法，其特征在于：

所述自动识别方法是用于常年行驶在矿山恶劣工况环境中，其车牌号码容易被煤粉、污水、泥浆、粉尘或污泥严重遮挡，车辆进行检测时信息识别装置难以识别的车辆车身和车牌信息的矿山辅助运输车辆检测；

所述自动识别方法是基于自动识别装置实现的，该装置包括支架、闪光灯、LED显示屏、摄像头下固定盘、摄像头上固定盘、摄像头、小锥齿轮、大锥齿轮、丝杠及螺母；其中，所述摄像头是与摄像头下固定盘及摄像头上固定盘通过螺栓和螺母固定于支架上，摄像头角度变换是通过旋转摄像头上固定盘来调节；所述摄像头的高度变换是通过小锥齿轮、大锥齿轮、丝杠及螺母的机械运动来实现的，小锥齿轮与大锥齿轮通过齿轮啮合实现转动方向的改变，大锥齿轮带动丝杠作旋转运动，与丝杠相配合的螺母随着旋转作上下升降运动，从而改变摄像头的高度；所述闪光灯、LED显示屏通过螺栓连接固定在支架上；

所述自动识别方法是通过上下摄像头固定盘的相对转动调整摄像头的角度；通过丝杠螺母机构调整摄像头的高低位置；当待检测车辆进入识别区域后，自动识别装置通过辨识区域技术，首先进行大范围一次扫描通过指定颜色寻求车牌号的位置，进行车牌号区域辨识，捕捉车牌号的位置；当获取到车牌位置后，进行二次扫描，通过车牌号图像模糊识别，根据污染源颜色均为黑灰两种、以及车牌为三位数特点，利用数字识别，在图像中定位出车牌区域后，通过灰度化、灰度拉伸、二值化及边缘化处理，精确定位字符区域，然后根据字符尺寸特征提出动态模板法进行字符分割，并将字符大小进行归一化处理，对分割后的字符进行缩放及特征提取，获得特定字符的表达形式，然后通过分类判别函数和分类规则，与字符数据库模板中的标准字符表达形式进行匹配判别，识别出输入的字符图像，经过与样本库比对，确认车辆信息。

在上述技术方案中，所述区域识别的范围是由20平米的白色区域缩小到0.02平米的蓝色车牌区域，在此基础上再次缩小扫描范围；所述车牌号的图像模糊识别技术是根据识别到的仅有的一小部分车牌信息进行特征提取，并将结果与样本库比对，从而输出车辆信息。

本发明上述技术方案相对于现有技术，所具有的优点和效果在于本发明利用了丝杠螺母机构，在其带动下摄像头可以上下位移，针对不同标准的矿用胶轮车车牌位置的随意性，从而能够扫描汽车大面积区域，准确定位车牌位置，丝杠螺母机构结构简单，传动效率高，传动精准，从而节省人力物力和制造成本。

本发明利用矿用车辆车身颜色为白色或者红色几种单一的颜色，而车牌各矿为了区别车身的颜色，基本采用蓝色底色，利用区域辨识技术可以缩小识别区域，提高判断效率。

本发明采用一种模糊识别方法，相比其他识别系统而言可以精确、有效的识别矿用车辆；由于矿用车辆数量明显少于社会车辆，车牌识别不需要汉字库，而且数字也基本为三位数，但矿用车辆所处工作环境恶劣，随时可能有车牌被遮掩的情况，通过模糊识别方法，与样本库进行比对，从而可以准确、高效的完成车辆信息的识别和放行。

附图说明

图1是本方法所用自动识别装置的结构示意图。

图2是本方法所用自动识别摄像头升降机构局部剖视结构示意图。

图3是本方法所用自动识别摄像头角度变换机构局部结构示意图。

图4是本自动识别方法流程图。

图中：1：支架；2：LED闪光灯；3：LED显示屏；4：摄像头下固定盘；5：摄像头上固定盘；6：摄像头；7：小锥齿轮；8：大锥齿轮；9：丝杠；10：螺母；11：螺栓；12：螺母。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。

如附图1、附图2、附图3及附图4所示，实施上述本发明所提供的一种矿用辅助运输车辆信息自动识别方法，是基于矿用辅助运输车辆的特点以及所处工作环境实现的，该车辆信息自动识别方法阐述如下：

本发明自动识别方法是用于常年行驶在矿山恶劣工况环境中，其车辆的车牌号码被煤粉、污水、泥浆、粉尘或污泥严重遮挡，在车辆进行检测时，车辆信息识别装置难以识别的车辆车身和车牌信息的矿山辅助运输车辆检测，如用于煤矿运输，包括人员、矸石、设备、材料及充填物等运输，工作区域主要是地面到工作面、工作面到地面、工作面或采煤区之间的周转输送作业，该区域的运输环境极其恶劣，不仅有污水、粉煤、灰尘；还有泥浆以及潮湿的空气污染，高低不平的颠簸道路，使的运输车辆车身采用现有车辆检测方法无法检测到车辆信息。

本发明自动识别方法是基于自动识别装置实现的，该装置包括支架1、闪光灯2、LED显示屏3、摄像头下固定盘4、摄像头上固定盘5、摄像头6、小锥齿轮7、大锥齿轮8、丝杠9及螺母10；其中的摄像头6是与摄像头下固定盘4及摄像头上固定盘5通过螺栓11和螺母12固定于支架1上，摄像头角度变换是通过旋转摄像头上固定盘5来调节；该摄像头6的高度变换是通过小锥齿轮7、大锥齿轮8、丝杠9及螺母10的机械运动来实现的，小锥齿轮7与大锥齿轮8通过齿轮啮合实现转动方向的改变，大锥齿轮带动丝杠9作旋转运动，与丝杠相配合的螺母10随着旋转作上下升降运动，从而改变摄像头的高度；该闪光灯2、LED显示屏3通过螺栓连接固定在支架1上，便于检测照明 ；

本发明自动识别方法是通过上下摄像头固定盘的相对转动调整摄像头的角度；通过丝杠螺母机构调整摄像头的高低位置；当待检测车辆进入识别区域后，自动识别装置通过辨识区域技术，首先进行大范围一次扫描通过指定颜色寻求车牌号的位置，进行车牌号区域辨识，捕捉车牌号的位置；当获取到车牌位置后，进行二次扫描，通过车牌号图像模糊识别，根据污染源颜色均为黑灰两种、以及车牌为三位数特点，利用数字识别，在图像中定位出车牌区域后，通过灰度化、灰度拉伸、二值化及边缘化处理，精确定位字符区域，然后根据字符尺寸特征提出动态模板法进行字符分割，并将字符大小进行归一化处理，对分割后的字符进行缩放及特征提取，获得特定字符的表达形式，然后通过分类判别函数和分类规则，与字符数据库模板中的标准字符表达形式进行匹配判别，识别出输入的字符图像，经过与样本库比对，确认车辆信息。

在矿用辅助运输车辆信息自动识别方法实施中，其区域识别的范围是由20平米的白色区域缩小到0.02平米的蓝色车牌区域，在此基础上再次缩小扫描范围；所采用的车牌号图像模糊识别技术是根据识别到的仅有的一小部分车牌信息进行特征提取，并将结果与样本库比对，从而输出车辆信息。

进一步的具体实施方式说明如下：

首先说明所用摄像头6与摄像头下固定盘4摄像头上固定盘5是通过螺栓11和螺母12固定于支架1上，当摄像头角度需要变换时，可通过旋转摄像头下固定盘4摄像头上固定盘5来调节。

当需要对矿用车辆信息进行采集时，车辆在摄像头前停留，LED闪光灯2亮起，摄像头6进行图像采集，并将采集到的图像存入样本库。

然后当矿用车辆需要进入时，螺母10和丝杠9会相对转动，因为矿用车辆的不同标准，导致车牌位置或高或低，所以伺服电机带动小锥齿轮7大锥齿轮8和蜗轮丝杠一直进行位移，摄像头也不停的上下位移，当拍摄到车牌信息时，给予伺服电机信号使其停留一定时间，当下一辆车进入时再次进行上述运动，直到全部车辆进入。

本发明所述矿用车辆由于工作于煤矿等环境恶劣的条件下，车牌随时可能被粉尘或者污泥遮挡，所用模糊判断方法可以进行对被污染车牌的有效识别，只需要对所采集样本的一部分信息进行与样本库的比对，比对成功信息会在LED显示屏3上显示，即可达到识别车牌信息的作用。

上述技术方案是本发明针对不同车辆号牌位置，利用辨识区域技术，根据煤矿车辆车身颜色采用白色或者红色几种单一的颜色，而车牌各矿为了区别车身的颜色，基本均采用蓝色底色，且车辆工作区域单一的特点，首先进行大范围一次扫描通过指定颜色寻求车牌号的位置，进行车牌号区域辨识，捕捉车牌号的位置，主要方案为通过上下摄像头固定盘的相对转动调整摄像头的角度；通过丝杠螺母机构可以调整摄像头的高低位置，通过区域识别技术，由原先20平米的白色区域缩小到仅有0.02平米的蓝色车牌区域，在此基础上缩小扫描范围。

当获取到车牌位置后，进行二次扫描，但是由于矿用车辆所处工况恶劣，煤粉、污水、泥浆等造成车牌被污物遮挡严重，造成车牌信息识别困难，通过车牌号图像模糊识别技术，根据污染源颜色均为黑灰两种色，车牌识别不需要汉字库，而且数字也基本为三位数的特点，利用数字识别技术，在图像中定位出车牌区域后，通过灰度化、灰度拉伸、二值化、边缘化等处理，进一步精确定位字符区域，然后根据字符尺寸特征提出动态模板法进行字符分割，并将字符大小进行归一化处理，对分割后的字符进行缩放、特征提取，获得特定字符的表达形式，然后通过分类判别函数和分类规则，与字符数据库模板中的标准字符表达形式进行匹配判别，就可以识别出输入的字符图像，经过与样本库的比对，能够快速、准确的确认车辆信息，从而提高了煤矿车辆的识别准确度，加快了车辆出入速度，为煤矿安全、可靠、快速提供了有力的保障。

Claims (3)

1.一种矿用辅助运输车辆信息自动识别方法，其特征如下：

所述自动识别方法是用于常年行驶在矿山恶劣工况环境中，其车牌号码容易被煤粉、污水、泥浆、粉尘或污泥严重遮挡，车辆进行检测时信息识别装置难以识别的车辆车身和车牌信息的矿山辅助运输车辆检测；

所述自动识别方法是基于自动识别装置实现的，该装置包括支架（1）、闪光灯（2）、LED显示屏（3）、摄像头下固定盘（4）、摄像头上固定盘（5）、摄像头（6）、小锥齿轮（7）、大锥齿轮（8）、丝杠（9）及螺母（10）；其中，所述摄像头（6）是与摄像头下固定盘（4）及摄像头上固定盘（5）通过螺栓（11）和螺母（12）固定于支架（1）上，摄像头角度变换是通过旋转摄像头上固定盘（5）来调节；所述摄像头（6）的高度变换是通过小锥齿轮（7）、大锥齿轮（8）、丝杠（9）及螺母（10）的机械运动来实现的，小锥齿轮（7）与大锥齿轮（8）通过齿轮啮合实现转动方向的改变，大锥齿轮带动丝杠（9）作旋转运动，与丝杠相配合的螺母（10）随着旋转作上下升降运动，从而改变摄像头的高度；所述闪光灯（2）、LED显示屏（3）通过螺栓连接固定在支架（1）上；

所述自动识别方法是通过上下摄像头固定盘的相对转动调整摄像头的角度；通过丝杠螺母机构调整摄像头的高低位置；当待检测车辆进入识别区域后，自动识别装置通过辨识区域技术，首先进行大范围一次扫描通过指定颜色寻求车牌号的位置，进行车牌号区域辨识，捕捉车牌号的位置；当获取到车牌位置后，进行二次扫描，通过车牌号图像模糊识别，根据污染源颜色均为黑灰两种、以及车牌为三位数特点，利用数字识别，在图像中定位出车牌区域后，通过灰度化、灰度拉伸、二值化及边缘化处理，精确定位字符区域，然后根据字符尺寸特征提出动态模板法进行字符分割，并将字符大小进行归一化处理，对分割后的字符进行缩放及特征提取，获得特定字符的表达形式，然后通过分类判别函数和分类规则，与字符数据库模板中的标准字符表达形式进行匹配判别，识别出输入的字符图像，经过与样本库比对，确认车辆信息。

2.如权利要求1所述的矿用辅助运输车辆信息自动识别方法，其特征在于：所述区域识别的范围是由20平米的白色区域缩小到0.02平米的蓝色车牌区域，在此基础上再次缩小扫描范围。

3.如权利要求1所述的矿用辅助运输车辆信息自动识别方法，其特征在于：所述车牌号的图像模糊识别技术是根据识别到的仅有的一小部分车牌信息进行特征提取，并将结果与样本库比对，从而输出车辆信息。