CN112614351B - 基于机器视觉的货车超载检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的货车超载检测方法，包括：依次提取车轮的轮毂区域、轮毂区域的轮毂外轮廓及轮毂外轮廓的圆心坐标；提取车轮外轮廓及轮廓点集Ⅰ，将轮毂外轮廓的圆心作为轮胎外轮廓的圆心，确定轮胎半径；计算轮廓点集Ⅰ各轮廓点距轮胎圆心的距离，将距离小于轮胎半径的轮廓点放入轮廓点集Ⅱ；在轮廓点集Ⅱ中找出x坐标与轮胎圆心x坐标相同的轮廓点p(x0，y0)，在轮廓集Ⅱ中查找y坐标位于[y0‑d，y0+d]的轮廓点，放入轮廓点集Ⅲ；遍历轮廓点集Ⅲ，获取两轮廓点间的距离最大值L，将距离L与轮胎直径的比值作为检测参数，若检测参数大于设定阈值，则判定该货车超载。实现货车超重的初步检测，此外设置位置可根据需求进行灵活性设定。

Description

基于机器视觉的货车超载检测系统及方法
技术领域
本发明属于机器视觉技术领域，更具体地，本发明涉及一种基于机器视觉的货车超载检测系统及方法。
背景技术
在交通运输中，超载对公路的破坏越严重，还大量导致交通事故发生。在传统车辆超载检查中，通常采用高速入口或出口处设置电子秤或者专业的测量工具人工进行辅助检测，效率较低且易造成交通拥堵。
发明内容
本发明提供了一种基于机器视觉的货车超载检测方法，旨在提供改善上述问题。
本发明是这样实现的，一种基于机器视觉的货车超载检测系统，所述系统包括：
设于路边的工业相机，与工业相机通讯连接的处理单元，与处理单元通讯连接的终端设备；其中，工业相机用于拍摄路面行驶车辆的图像，将拍摄到的图像发送至处理单元，处理单元判断被拍摄货车是否存在超载，若判断结果为是，则向终端设备发出提醒。
本发明是这样实现的，一种基于机器视觉的货车超载检测方法，所述方法具体包括如下步骤：
S1、依次提取车轮的轮毂区域、轮毂区域的轮毂外轮廓、以及轮毂外轮廓的圆心坐标；
S2、提取车轮外轮廓及车轮外轮廓上的轮廓点集Ⅰ，将轮毂外轮廓的圆心作为轮胎外轮廓的圆心，确定轮胎半径；
S3、计算轮廓点集Ⅰ各轮廓点距轮胎圆心的距离，将距离小于轮胎半径的轮廓点放入轮廓点集Ⅱ；
S4、在轮廓点集Ⅱ中找出x坐标与轮胎圆心x坐标相同的轮廓点p(x0，y0)，在轮廓集Ⅱ中查找y坐标位于[y0-d，y0+d]的轮廓点，放入轮廓点集Ⅲ；
S5、遍历轮廓点集Ⅲ，获取两轮廓点间的距离最大值L，将距离L与轮胎直径的比值作为检测参数，若检测参数大于设定阈值，则判定该车辆超载。
进一步的，所述轮胎半径的确定方法具体如下：
S21、将轮胎圆心距该轮廓点集Ⅰ中任意轮廓点的距离作为待确定的半径预估值r0，并基于半径预估值r0生成候选圆的候选半径区间[r0-a、r0+a]；
S22、依次以候选半径区间内的半径值作为半径，以轮胎圆心作为圆心生成候选圆；
S23、计算轮廓点集Ⅰ中所有轮廓点到各候选圆的距离平方和，将最小距离平方和对应的候选圆半径作为轮胎半径。
进一步的，通过对工业相机采集到图像进行二值化处理，获取车轮的轮毂区域。
本发明提供的基于机器视觉的货车超载检测方法具有如下有益技术效果：通过相机对行驶货车进行拍照，来实现行驶货车的超载初步检测，把反馈至终端设备，在核查胎压的情况下来判断货车是否超载，此外，该系统的设置位置可根据需求进行灵活性设定，即根据需求置于指定路段。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于机器视觉的货车超载检测方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
基于机器视觉的货车超载检测系统包括：
设于路边的工业相机，与工业相机通讯连接的处理单元，与处理单元通讯连接的终端设备；其中，基于货车的轮胎高度来标定工业相机的设置高度，主要用于拍摄行驶货车的轮胎图像，工业相机用于拍摄路面行驶车辆的图像，将拍摄到的图像发送至处理单元，处理单元判断被拍摄货车是否存在超载，若判断结果为是，则向终端设备发出提醒，用于提醒执法人员该车辆存在超载嫌疑，在该车辆胎压正常的情况下，即可判断该货车是超载的。
图1为本发明实施例提供的基于机器视觉的货车超载检测方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、对工业相机采集到车辆图像进行二值化处理，获取车轮的轮毂区域；
对采集到的图像进行二值化处理后，白色区域为轮毂区域，黑色部分为背景区域；若采集到的不是货车的车辆图像，则无法提取出完整的车轮轮毂区域，则停止图像处理程序。
S2、提取轮毂区域的轮毂外轮廓，对轮毂外轮廓进行最小包围圆处理，获取轮毂外轮廓的圆心坐标；
S3、基于圆心来生成设定大小的矩形框，该矩形框内包含了整个车轮；
S4、利用Grabcut自动分割算法，在矩形框区域内提取前景，对前景图像依次进行二值化处理、腐蚀膨胀的形态学处理，保留车轮的完整区域，完成图像预处理。
S5、将轮毂外轮廓的圆心作为轮胎外轮廓的圆心，确定轮胎外轮廓的半径，简称为轮胎半径，轮胎半径的确定方法具体包括如下步骤：
S51、提取定轮胎的外轮廓及车轮外轮廓上的轮廓点集Ⅰ，以轮毂外轮廓的圆心作为轮胎外轮廓的圆心，简称轮胎圆心；
对车轮进行轮廓检测，根据轮廓面积或者轮廓的最小包围盒面积筛选出最外层轮廓，最大轮廓面积及最大面积的最小包围盒对应的轮廓即为车轮外轮廓。将提取到的车轮外轮廓进行离散，离散后的轮廓点放入轮廓点集Ⅰ中。
S52、将轮胎圆心(即上文中的轮胎外轮廓的圆心)距该轮廓点集Ⅰ中任意轮廓点的距离作为待确定的半径预估值r0，并基于半径预估值r0生成候选圆的候选半径区间[r0-a、r0+a]；
S53、依次以候选半径区间内的半径值作为半径，以轮胎圆心作为圆心生成候选圆；
S54、计算轮廓点集Ⅰ中所有轮廓点到各候选圆的距离平方和，将最小距离平方和对应的候选圆半径作为轮胎半径。
S6、计算轮廓点集Ⅰ各轮廓点距轮胎圆心的距离，将距离小于轮胎半径的轮廓点放入轮廓点集Ⅱ；
S7、在轮廓点集Ⅱ中找出x坐标与轮胎圆心x坐标相同的轮廓点p(x0，y0)，在轮廓集Ⅱ中查找y坐标位于[y0-d，y0+d]的轮廓点，放入轮廓点集Ⅲ；
S8、遍历轮廓点集Ⅲ，获取两轮廓点间的距离最大值L，将距离L与轮胎直径的比值作为检测参数，若检测参数大于设定阈值，则判定该车辆超载。
本发明提供的基于机器视觉的货车超载检测方法具有如下有益技术效果：通过相机对行驶货车进行拍照，来实现行驶货车的超载初步检测，把反馈至终端设备，在核查胎压的情况下来判断货车是否超载，此外，该系统的设置位置可根据需求进行灵活性设定，即根据需求置于指定路段。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于机器视觉的货车超载检测方法，其特征在于，基于机器视觉的货车超载检测系统包括：
设于路边的工业相机，与工业相机通讯连接的处理单元，与处理单元通讯连接的终端设备；其中，工业相机用于拍摄路面行驶车辆的图像，将拍摄到的图像发送至处理单元，处理单元判断被拍摄货车是否存在超载，若判断结果为是，则向终端设备发出提醒；
基于所述机器视觉的货车超载检测系统的货车超载检测方法包括如下步骤：
S1、依次提取车轮的轮毂区域、轮毂区域的轮毂外轮廓、以及轮毂外轮廓的圆心坐标；
S2、提取车轮外轮廓及车轮外轮廓上的轮廓点集Ⅰ，将轮毂外轮廓的圆心作为轮胎外轮廓的圆心，确定轮胎半径；
S3、计算轮廓点集Ⅰ各轮廓点距轮胎圆心的距离，将距离小于轮胎半径的轮廓点放入轮廓点集Ⅱ；
S4、在轮廓点集Ⅱ中找出x坐标与轮胎圆心x坐标相同的轮廓点p(x0，y0)，在轮廓集Ⅱ中查找y坐标位于[y0-d，y0+d]的轮廓点，放入轮廓点集Ⅲ；
S5、遍历轮廓点集Ⅲ，获取两轮廓点间的距离最大值L，将距离L与轮胎直径的比值作为检测参数，若检测参数大于设定阈值，则判定该车辆超载；
所述轮胎半径的确定方法具体如下：
S21、将轮胎圆心距该轮廓点集Ⅰ中任意轮廓点的距离作为待确定的半径预估值r0，并基于半径预估值r0生成候选圆的候选半径区间[r0-a、r0+a]；
S22、依次以候选半径区间内的半径值作为半径，以轮胎圆心作为圆心生成候选圆；
S23、计算轮廓点集Ⅰ中所有轮廓点到各候选圆的距离平方和，将最小距离平方和对应的候选圆半径作为轮胎半径。
2.如权利要求1所述机器视觉的货车超载检测方法，其特征在于，通过对工业相机采集到图像进行二值化处理，获取车轮的轮毂区域。
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