CN114274873A - 一种基于计算机视觉识别的限高检测装置及其控制方法 - Google Patents

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毕忠勤
徐富强
孙苏苏
周平
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Abstract

本发明涉及一种基于计算机视觉识别的限高检测装置及其控制方法,其中限高检测装置包括控制器、环境信息采集模块、车载光线传感器以及用于获取车辆信息的车辆数据传感器,车载光线传感器安装在目标车辆前挡风玻璃内侧,环境信息采集模块、车载光线传感器和车辆数据传感器分别与控制器相连,控制器的输出端与车辆的电子控制单元电连接,控制器对输入的信息数据进行综合逻辑判断,并通过电子控制单元对车辆进行限高预警和车辆减速制动。与现有技术相比,本发明具有检测准确性高、能够全天候工作等优点。

Description

一种基于计算机视觉识别的限高检测装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及行车辅助装置技术领域,尤其是涉及一种基于计算机视觉识别的限高检测装置及其控制方法。
背景技术
随着我国科技和经济水平的提高,城市交通的日益发展,车辆的类型和数量越来越多,出于对道路的保护和司机人身安全,有些道路会设置限高架或限高杆;限高架一般主要用于桥梁、涵洞、隧道入口处的门型构架,起到防护作用。然而,限高杆的高度也各有不同,本来限高杆是为了保护司机乘客及货物的安全的,但是由于大部分限高杆的高度没有按照标准立杆,司机对于车辆高度不清晰以及开车不集中等等的情况都造成了车辆撞在限高杆上,威胁到司机、乘客和货物的安全,造成严重的经济损失。
除了限高架外,例如桥梁、涵洞、隧道等道路也有着一定的高度限制,为尽量避免该类事故的发生,目前市场上针对限高杆、桥梁、涵洞、隧道等限高装置检测,主要通过双目立体视觉三角测量方法计算限行障碍物的高度及距离信息,进而通过预警方式提醒驾驶员。然而当前双目立体视觉检测存在易受天气、环境等影响,无法实现全天候检测;受道路坡度、路边平整度影响,紧靠单传感器检测无法实现高度、距离等高精度输出。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种检测准确性高、能够全天候工作的基于计算机视觉识别的限高检测装置及其控制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种基于计算机视觉识别的限高检测装置,所述的限高检测装置包括控制器、环境信息采集模块、车载光线传感器以及用于获取车辆信息的车辆数据传感器;所述的车载光线传感器安装在目标车辆前挡风玻璃内侧;所述的环境信息采集模块、车载光线传感器和车辆数据传感器分别与控制器相连;所述的控制器的输出端与车辆的电子控制单元电连接,控制器对输入的信息数据进行综合逻辑判断,并通过电子控制单元对车辆进行限高预警和车辆减速制动。
优选地,所述的环境信息采集模块包括双目立体视觉传感器和车载激光雷达传感器;所述的双目立体视觉传感器安装在车辆前挡风玻璃内侧,摄像方向朝向车辆行驶的前方;所述的车载激光雷达传感器安装在车辆顶部中央位置;所述的双目立体视觉传感器与车载激光雷达传感器通过数据融合处理后输入控制器。
优选地,所述的车辆数据传感器的数量为若干个,用于获取车辆高度信息和长度信息,若干个车辆数据传感器分别与控制器相连。
优选地,所述的控制器包括:
单片机;
图像分析处理模块,用于根据环境信息采集模块采集的数据获得限高栏的最大高度数据;
计算模块,用于获取当前车辆实际的最高点的高度信息;
和判断对比模块,用于获取计算模块中当前目标车辆实际高度信息和图像分析处理模块中限高栏的最大高度信息,根据目标车辆实际高度信息与限高栏的最大高度信息对比,判断车辆是否可以通过限高栏。
更加优选地,所述的计算模块具体为:
获取安装在目标车辆底盘位置的车辆数据传感器测量得到的车辆高度信息,根据该车辆高度信息与预先存储于控制器内的车辆车身数据来计算当前车辆实际的最高点的高度信息。
优选地,所述的限高检测装置设有人机交互模块;所述的人机交互模块与控制器相连。
更加优选地,所述的人机交互模块具体为触摸显示屏。
优选地,所述的限高检测装置设有报警模块;所述的报警模块与控制器相连。
更加优选地,所述的报警模块具体为限高预警指示灯。
一种基于计算机视觉识别的限高检测装置的控制方法,所述的控制方法包括:
步骤S10:启动双目立体视觉传感器、车载激光雷达传感器、车载光线传感器和车辆数据传感器;
步骤S20:通过安装在目标车辆底盘位置的车辆数据传感器测量得到的车辆高度信息,根据该车辆高度信息与预先存储于控制器内的车辆的车身数据来计算当前目标车辆实时的最高点的高度信息;
步骤S30:双目立体视觉传感器和车载激光雷达传感器采集目标车辆行驶前方的限高栏的图像信息,获得限高栏的最大高度信息;
步骤S301:双目立体视觉传感器和车载激光雷达传感器输出的信息经过数据融合后利用控制器对融合后的信息数据进行判断,先判断双目立体视觉传感器和车载激光雷达传感器输出的信号数据是否完成融合,如不符合则进入S40,如符合则进入S60;
步骤S40:判断双目立体视觉传感器是否能够检测目标车辆行驶前方的限高栏的最大高度信息,若能检测到则进入S50,若检测不到则进入S80;
步骤S50:通过车载光线传感器接收外界信息,判断是否为夜晚或阴雨天,若不是则进入S60;
步骤S60:控制器获取当前车辆实际高度信息和限高栏的最大高度信息,根据车辆实际高度信息与限高栏的最大高度信息对比,判断车辆是否可以通过限高栏,若不能通过,则进入S70,若能通过则进入S100;
步骤S70:限高预警指示灯进行声光报警提示,同时电子控制单元对目标车辆进行车辆减速制动,然后进入S100;
步骤S80:判断车载激光雷达传感器是否能够检测目标车辆行驶前方的限高栏的最大高度信息,若能检测到则进入S90;
步骤S90:根据目标车辆实时高度信息与限高栏的最大高度信息对比,判断车辆是否可以通过限高栏,若不能通过,限高预警指示灯进行声光报警提示,同时电子控制单元对目标车辆进行车辆减速制动,然后进入S100,若能通过则直接进入S100;
步骤S100:结束。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
一、检测准确性高:本发明中的限高检测装置及其控制方法通过双目立体视觉传感器和车载激光雷达传感器的数据融合,提高对目标车辆行驶前方的限高栏的图像信息的精度和准确性,获得限高栏的最大高度的精准信息,从而实现车辆整体高度检测和限高栏高度检测,通过对比目标车辆和限高栏的高度进行分析,根据分析结果判断是否超高,保证车辆安全,结构简单,运算速度快,检测准确性高。
二、全天候工作:本发明中的限高检测装置及其控制方法结合车载激光雷达传感器全天候的工作,弥补视觉易受光照、环境等因素影响缺陷,提高驾驶安全性。
附图说明
图1为本发明中限高检测装置的结构示意图;
图2是本发明中限高检测装置控制方法的流程示意图。
图中标号所示:
1、控制器;101、单片机;102、图像分析处理模块;103、计算模块;104、判断对比模块;2、双目立体视觉传感器;3、车载激光雷达传感器;4、车载光线传感器;5、车辆数据传感器;6、报警模块;7、电子控制单元,8、人机交互模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应属于本发明保护的范围。
一种基于计算机视觉识别的限高检测装置,其结构如图1所示,包括控制器1、环境信息采集模块、车载光线传感器4以及用于获取车辆信息的车辆数据传感器5,车载光线传感器4安装在目标车辆前挡风玻璃内侧,环境信息采集模块、车载光线传感器4和车辆数据传感器5分别与控制器1相连,控制器1的输出端与车辆的电子控制单元7电连接,控制器1对输入的信息数据进行综合逻辑判断,并通过电子控制单元7对车辆进行限高预警和车辆减速制动。
环境信息采集模块包括双目立体视觉传感器2和车载激光雷达传感器3,双目立体视觉传感器2安装在车辆前挡风玻璃内侧,摄像方向朝向车辆行驶的前方,车载激光雷达传感器3安装在车辆顶部中央位置,双目立体视觉传感器2与车载激光雷达传感器3通过数据融合处理后输入控制器1。
双目立体视觉传感器2基于三角测量可输出目标物高度及距离信息,但易受关照、环境等外在条件影响,不能实现全天候,且受样本数量影响,不能识别所有限高装置;车载激光雷达传感器3支持目标物高速信息输出,可实现全天候工作,但无法实现目标物分类,无法判断是否为限高装置;因此环境信息采集模块通过双目立体视觉传感器2和车载激光雷达传感器3实时获取目标车辆行驶前的限高栏高度、距离信息,通过数据融合技术实现目标车辆行驶前方限高栏图像信息的精度和准确性的数据融合,并将融合后的限高栏高度、相对距离等信息输送至控制器1,
车辆数据传感器5的数量为若干个,用于获取车辆高度信息和长度信息,若干个车辆数据传感器5分别与控制器1相连。
控制器1包括:
单片机101;
图像分析处理模块102,用于根据环境信息采集模块采集的数据获得限高栏的最大高度数据;
计算模块103,用于获取当前车辆实际的最高点的高度信息,具体方法为:
获取安装在目标车辆底盘位置的车辆数据传感器测量得到的车辆高度信息,根据该车辆高度信息与预先存储于控制器1内的车辆车身数据来计算当前车辆实际的最高点的高度信息;
和判断对比模块104,用于获取计算模块103中当前目标车辆实际高度信息和图像分析处理模块中限高栏的最大高度信息,根据目标车辆实际高度信息与限高栏的最大高度信息对比,判断车辆是否可以通过限高栏。
本实施例中的限高检测装置设有人机交互模块8,人机交互模块8与控制器1相连,人机交互模块8选用触摸显示屏。
本实施例中的限高检测装置还设有报警模块9,报警模块9与控制器1相连,报警模块9选用限高预警指示灯。
本实施例还涉及一种基于计算机视觉识别的限高检测装置的控制方法,包括:
步骤S10:启动双目立体视觉传感器、车载激光雷达传感器、车载光线传感器和车辆数据传感器;
步骤S20:通过安装在目标车辆底盘位置的车辆数据传感器测量得到的车辆高度信息,根据该车辆高度信息与预先存储于控制器内的车辆的车身数据来计算当前目标车辆实时的最高点的高度信息;
步骤S30:双目立体视觉传感器和车载激光雷达传感器采集目标车辆行驶前方的限高栏的图像信息,获得限高栏的最大高度信息;
步骤S301:双目立体视觉传感器和车载激光雷达传感器输出的信息经过数据融合后利用控制器对融合后的信息数据进行判断,先判断双目立体视觉传感器和车载激光雷达传感器输出的信号数据是否完成融合,如不符合则进入S40,如符合则进入S60;
步骤S40:判断双目立体视觉传感器是否能够检测目标车辆行驶前方的限高栏的最大高度信息,若能检测到则进入S50,若检测不到则进入S80;
步骤S50:通过车载光线传感器接收外界信息,判断是否为夜晚或阴雨天,若不是则进入S60;
步骤S60:控制器获取当前车辆实际高度信息和限高栏的最大高度信息,根据车辆实际高度信息与限高栏的最大高度信息对比,判断车辆是否可以通过限高栏,若不能通过,则进入S70,若能通过则进入S100;
步骤S70:限高预警指示灯进行声光报警提示,同时电子控制单元对目标车辆进行车辆减速制动,然后进入S100;
步骤S80:判断车载激光雷达传感器是否能够检测目标车辆行驶前方的限高栏的最大高度信息,若能检测到则进入S90;
步骤S90:根据目标车辆实时高度信息与限高栏的最大高度信息对比,判断车辆是否可以通过限高栏,若不能通过,限高预警指示灯进行声光报警提示,同时电子控制单元对目标车辆进行车辆减速制动,然后进入S100,若能通过则直接进入S100;
步骤S100:结束。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于计算机视觉识别的限高检测装置,其特征在于,所述的限高检测装置包括控制器(1)、环境信息采集模块、车载光线传感器(4)以及用于获取车辆信息的车辆数据传感器(5);所述的车载光线传感器(4)安装在目标车辆前挡风玻璃内侧;所述的环境信息采集模块、车载光线传感器(4)和车辆数据传感器(5)分别与控制器(1)相连;所述的控制器(1)的输出端与车辆的电子控制单元(7)电连接,控制器(1)对输入的信息数据进行综合逻辑判断,并通过电子控制单元(7)对车辆进行限高预警和车辆减速制动。
2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉识别的限高检测装置,其特征在于,所述的环境信息采集模块包括双目立体视觉传感器(2)和车载激光雷达传感器(3);所述的双目立体视觉传感器(2)安装在车辆前挡风玻璃内侧,摄像方向朝向车辆行驶的前方;所述的车载激光雷达传感器(3)安装在车辆顶部中央位置;所述的双目立体视觉传感器(2)与车载激光雷达传感器(3)通过数据融合处理后输入控制器(1)。
3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉识别的限高检测装置,其特征在于,所述的车辆数据传感器(5)的数量为若干个,用于获取车辆高度信息和长度信息,若干个车辆数据传感器(5)分别与控制器(1)相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉识别的限高检测装置,其特征在于,所述的控制器(1)包括:
单片机(101);
图像分析处理模块(102),用于根据环境信息采集模块采集的数据获得限高栏的最大高度数据;
计算模块(103),用于获取当前车辆实际的最高点的高度信息;
和判断对比模块(104),用于获取计算模块(103)中当前目标车辆实际高度信息和图像分析处理模块中限高栏的最大高度信息,根据目标车辆实际高度信息与限高栏的最大高度信息对比,判断车辆是否可以通过限高栏。
5.根据权利要求4所述的一种基于计算机视觉识别的限高检测装置,其特征在于,所述的计算模块具体为:
获取安装在目标车辆底盘位置的车辆数据传感器测量得到的车辆高度信息,根据该车辆高度信息与预先存储于控制器(1)内的车辆车身数据来计算当前车辆实际的最高点的高度信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉识别的限高检测装置,其特征在于,所述的限高检测装置设有人机交互模块(8);所述的人机交互模块(8)与控制器(1)相连。
7.根据权利要求6所述的一种基于计算机视觉识别的限高检测装置,其特征在于,所述的人机交互模块(8)具体为触摸显示屏。
8.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉识别的限高检测装置,其特征在于,所述的限高检测装置设有报警模块(9);所述的报警模块(9)与控制器(1)相连。
9.根据权利要求8所述的一种基于计算机视觉识别的限高检测装置,其特征在于,所述的报警模块(9)具体为限高预警指示灯。
10.一种基于计算机视觉识别的限高检测装置的控制方法,其特征在于,所述的控制方法包括:
步骤S10:启动双目立体视觉传感器、车载激光雷达传感器、车载光线传感器和车辆数据传感器;
步骤S20:通过安装在目标车辆底盘位置的车辆数据传感器测量得到的车辆高度信息,根据该车辆高度信息与预先存储于控制器内的车辆的车身数据来计算当前目标车辆实时的最高点的高度信息;
步骤S30:双目立体视觉传感器和车载激光雷达传感器采集目标车辆行驶前方的限高栏的图像信息,获得限高栏的最大高度信息;
步骤S301:双目立体视觉传感器和车载激光雷达传感器输出的信息经过数据融合后利用控制器对融合后的信息数据进行判断,先判断双目立体视觉传感器和车载激光雷达传感器输出的信号数据是否完成融合,如不符合则进入S40,如符合则进入S60;
步骤S40:判断双目立体视觉传感器是否能够检测目标车辆行驶前方的限高栏的最大高度信息,若能检测到则进入S50,若检测不到则进入S80;
步骤S50:通过车载光线传感器接收外界信息,判断是否为夜晚或阴雨天,若不是则进入S60;
步骤S60:控制器获取当前车辆实际高度信息和限高栏的最大高度信息,根据车辆实际高度信息与限高栏的最大高度信息对比,判断车辆是否可以通过限高栏,若不能通过,则进入S70,若能通过则进入S100;
步骤S70:限高预警指示灯进行声光报警提示,同时电子控制单元对目标车辆进行车辆减速制动,然后进入S100;
步骤S80:判断车载激光雷达传感器是否能够检测目标车辆行驶前方的限高栏的最大高度信息,若能检测到则进入S90;
步骤S90:根据目标车辆实时高度信息与限高栏的最大高度信息对比,判断车辆是否可以通过限高栏,若不能通过,限高预警指示灯进行声光报警提示,同时电子控制单元对目标车辆进行车辆减速制动,然后进入S100,若能通过则直接进入S100;
步骤S100:结束。
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