CN117079473A - 一种基于雷达的三模车辆检测装置及其方法 - Google Patents

一种基于雷达的三模车辆检测装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆检测领域，尤指一种基于雷达的三模车辆检测装置及其方法，包括以下步骤：S1,接收地磁检测模块采集的地磁信号，判断所述地磁信号的变化是否超过设定阈值，若是，则执行步骤S2；S2,启动红外检测模块检测是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S3；S3,启动雷达检测模块发射微波和接收反射波，通过微波和反射波的频率差来确定是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S4；S4,将当前车位状态为有车状态的信息通过云端服务器发送给管理员终端。本发明能够精确测量车位是否存在车辆，检测精确度高，避免出现由单一的地磁检测导致的误报情况；另外，采用太阳能供电，更加节能环保。

Description

一种基于雷达的三模车辆检测装置及其方法
技术领域
本发明涉及车辆检测领域，尤指一种基于雷达的三模车辆检测装置及其方法。
背景技术
随着社会现代化发展，停车管理的方式也日益智能化，路边停车、车位引导等项目目前通过在停车位中安装车辆检测器(又称地磁)，进行车辆停放的管理，目前地磁采用的单一型检测方法，通过分析检测点的磁场变化量大小来判断车位是否有车辆进出。
然而，现有技术中仅通过磁场变化进行车辆进出判断，很容易受到其他磁性物体的干扰，例如，当有其他磁性物质靠近及远离时，地磁也会检测到磁场变化，可能判断为车辆进出造成误报。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于雷达的三模车辆检测装置及其方法,其可以实现对车位是否存在车辆进行三重检测确认，能够精确测量车位是否存在车辆，检测精确度高，避免出现由单一的地磁检测导致的误报情况；另外，所述三模车辆检测装置采用太阳能供电，更加节能环保。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于雷达的三模车辆检测方法，所述基于雷达的三模车辆检测方法应用于基于雷达的三模车辆检测装置，所述基于雷达的三模车辆检测方法包括以下步骤：
S1,接收地磁检测模块采集的地磁信号，判断所述地磁信号的变化是否超过设定阈值，若是，则执行步骤S2；
S2,启动红外检测模块检测是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S3；
S3,启动雷达检测模块发射微波和接收反射波，通过微波和反射波的频率差来确定是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S4；
S4,将当前车位状态为有车状态的信息通过云端服务器发送给管理员终端。
进一步，所述基于雷达的三模车辆检测方法还包括以下步骤：
S5,启动图像采集模块采集当前车位图像，识别所述当前车位图像中的目标尺寸，基于所述目标尺寸判断所述目标对象是否为汽车，若否，则通过云端服务器向管理员终端推送警告信息。
进一步，在所述步骤S5中，若是，则识别所述当前车位图像中的车牌信息，再将所述车牌信息通过云端服务器发送给管理员终端。
进一步，所述识别所述当前车位图像中的车牌信息包括以下步骤：
通过基于自适应遗传算法的BP图像分割算法对所述当前车位图像进行区域划分，并对各个区域进行标注，使得各个区域均包含有水平位置信息和垂直位置信息；
以所述水平位置信息和垂直位置信息为依据，并通过所述图像分割算法中的确定函数来确定各个区域是否存在长方形对象，若是，则将该区域标定为目标区域，其中，所述确定函数为：N=ln((L×a+W×b)/ab)，上式中，N表示输出结果，L表示水平位置信息，W表示垂直位置信息，a表示第一权值，b表示第二权值，且第一权值a和第二权值b均为大于0且小于1的实数，并且a≠b；
对目标区域进行特征提取，得到相应的提取结果；
通过分类器对所述提取结果进行分类，得到相应的分类结果；
对所述分类结果进行归一化，得到待识别信息；
提取所述待识别信息中的文字信息和数字信息，以获取相应的车牌信息。
进一步，所述管理员终端设有收费管理模块，所述收费管理模块用于计算所述车牌信息对应车辆的停留时间，并根据所述停留时间收取所述车牌信息对应车主的停车费。
进一步，所述三模车辆检测方法还包括：
在当前车位状态为有车状态时，第一颜色指示灯点亮，第二颜色指示灯熄灭；
在当前车位状态为无车状态时，第一颜色指示灯熄灭，第二颜色指示灯点亮。
进一步，所述红外检测模块包括红外发射器和红外接收器，所述主控模块分别与所述红外发射器和红外接收器连接。
一种基于雷达的三模车辆检测装置，包含：主控模块、地磁检测模块、红外检测模块、雷达检测模块、供电模块、第一颜色指示灯和第二颜色指示灯，所述主控模块与所述地磁检测模块、红外检测模块、雷达检测模块、第一颜色指示灯以及第二颜色指示灯连接，所述供电模块用于给所述主控模块、地磁检测模块、红外检测模块、雷达检测模块、第一颜色指示灯和第二颜色指示灯供电，所述供电模块连接有太阳能发电模块；
所述红外检测模块包括红外发射器和红外接收器，所述主控模块分别与所述红外发射器和红外接收器连接；
所述三模车辆检测装置的检测方法包括以下步骤：
接收地磁检测模块采集的地磁信号，判断所述地磁信号的变化是否超过设定阈值，若是，则执行步骤S2；
启动红外检测模块检测是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S3；
启动雷达检测模块发射微波和接收反射波，通过微波和反射波的频率差来确定是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S4；
将当前车位状态为有车状态的信息通过云端服务器发送给管理员终端。
进一步，所述三模车辆检测装置还包含：
图像采集模块，用于采集所述当前车位图像，并将当前车位图像上传给所述主控模块，以供所述主控模块识别所述当前车位图像中的目标尺寸及识别所述当前车位图像中的车牌信息；
管理员终端，用于接收所述车牌信息；
散热模块，用于给所述主控模块以及所述供电模块散热；
其中，
所述管理员终端设有收费管理模块，所述收费管理模块用于计算所述车牌信息对应车辆的停留时间，并根据所述停留时间收取所述车牌信息对应车主的停车费。
进一步，所述识别所述当前车位图像中的车牌信息包括以下步骤：
通过基于自适应遗传算法的BP图像分割算法对所述当前车位图像进行区域划分，并对各个区域进行标注，使得各个区域均包含有水平位置信息和垂直位置信息；
以所述水平位置信息和垂直位置信息为依据，并通过所述图像分割算法中的确定函数来确定各个区域是否存在长方形对象，若是，则将该区域标定为目标区域，其中，所述确定函数为：N=ln((L×a+W×b)/ab)，上式中，N表示输出结果，L表示水平位置信息，W表示垂直位置信息，a表示第一权值，b表示第二权值，且第一权值a和第二权值b均为大于0且小于1的实数，并且a≠b；
对目标区域进行特征提取，得到相应的提取结果；
通过分类器对所述提取结果进行分类，得到相应的分类结果；
对所述分类结果进行归一化，得到待识别信息；
提取所述待识别信息中的文字信息和数字信息，以获取相应的车牌信息。
本发明的有益效果在于：
1.本发明通过地磁检测、光传感检测以及雷达检测来确定车位是否被占用，实现对车位是否存在车辆进行三重检测确认，能够精确测量车位是否存在车辆，检测精确度高；避免出现由单一的地磁检测导致的误报情况。
2.本发明采用太阳能发电模块供电，不需要连接市电，节能环保，同时可以节省电费。
3.本发明通过第一颜色指示灯和第二颜色指示灯实现现场提示车位的占用和空置，可以方便现场车主找车位。
4.本发明对有车状态的车位通过图像采集模块采集当前车位图像，识别所述当前车位图像中的目标尺寸，基于所述目标尺寸判断所述目标对象是否为汽车，若否，则通过云端服务器向管理员终端推送警告信息；以便管理员对非法占用的车位进行进一步管理，及时清除非法停车的车辆，避免车位被摩托车、自行车等非法占用的问题。
5.由于本发明在所述步骤S5中先将当前车位图像进行区域划分，并判断各个区域是否存在长方形对象，因此不需要对整张所述当前车位图像进行文字识别便能识别出目标图像中的车牌号码，从而降低主控模块的运算量，提高识别车牌信息的效率。
6.本发明采用散热模块给所述主控模块以及所述供电模块散热，改善散热效果，提高装置的使用寿命，避免由于热量过高而导致短路或火灾等情况的发生。
附图说明
图1 是本发明所述三模车辆检测装置的检测方法的流程图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明关于一种基于雷达的三模车辆检测装置及其方法,其应用于例如路边停车场等露天停车场所。
实施例1提供一种基于雷达的三模车辆检测装置，包含：主控模块、地磁检测模块、红外检测模块、雷达检测模块和供电模块，所述主控模块与所述地磁检测模块、红外检测模块以及雷达检测模块连接，所述供电模块用于给所述主控模块、地磁检测模块、红外检测模块以及雷达检测模块供电，所述供电模块连接有太阳能发电模块；需要说明的是，采用太阳能发电模块供电，不需要连接市电，节能环保，同时可以节省电费。
其中，
所述地磁检测模块的工作原理是，车辆本身含有的铁磁物质会对车辆存在区域的地磁信号产生影响，使车辆存在区域的地球磁力线发生弯曲；当车辆经过地磁检测模块附近，地磁检测模块能够灵敏感知到信号的变化，经信号分析就可以得到检测目标的相关信息。其具有检测精度高，稳定可靠，安装维护方便等优点。
所述红外检测模块包括红外发射器和红外接收器，所述主控模块分别与所述红外发射器和红外接收器连接。具体的，红外发射器和红外接收器相配合工作，由红外发射器内的功率驱动电路驱动，红外接收器接收红外发射器发射的红外线，通过滤波电路进行处理，并通过数据采集线缆进行传输至主控模块，当车位存在车辆时，红外接收器接收不到红外发射器发射的红外线，此时主控模块即可判断出车位存在目标对象。
所述雷达检测模块的原理是利用电磁波的反射来探测周围的物体。雷达检测模块包括雷达发射器和雷达接收器，当雷达发射器发射电磁波时，这些电磁波会在周围的物体上反射，然后被雷达接收器接收。通过测量电磁波的反射时间和强度，雷达检测模块可以确定周围物体的位置和距离。所述雷达检测模块使用微波频段的电磁波，因为这种频段的电磁波可以穿透雨雪等天气条件，从而保证检测器在各种天气条件下都能正常工作。雷达发射器使用天线来发射电磁波，而雷达接收器则使用另一组天线来接收反射的电磁波。
所述三模车辆检测装置的检测方法包括以下步骤：
S1,接收地磁检测模块采集的地磁信号，判断所述地磁信号的变化是否超过设定阈值，若是，则执行步骤S2；
S2,启动红外检测模块检测是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S3；
S3,启动雷达检测模块发射微波和接收反射波，通过微波和反射波的频率差来确定是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S4；
S4,将当前车位状态为有车状态的信息通过云端服务器发送给管理员终端。
在上述方案中，通过地磁检测、光传感检测以及雷达检测来确定车位是否被占用，实现对车位是否存在车辆进行三重检测确认，能够精确测量车位是否存在车辆，检测精确度高；避免出现由单一的地磁检测导致的误报情况；
需要强调的是，所述红外检测模块只有在步骤S2中才处于启动状态，其它时间处于休眠状态；所述雷达检测模块只有在步骤S3中才处于启动状态，其它时间处于休眠状态；此处限定的目的在于，可以节省红外检测模块和雷达检测模块的耗电量，提高所述三模车辆检测装置的续航时间。
进一步地，所述三模车辆检测装置还包含：图像采集模块，所述步骤S4之后还包括以下步骤：
S5,启动图像采集模块（需要强调的是，所述图像采集模块只有在步骤5中才处于启动状态，其它时间处于休眠状态；此处限定的目的在于，可以节省图像采集模块的耗电量，提高所述三模车辆检测装置的续航时间）采集当前车位图像，识别所述当前车位图像中的目标尺寸，基于所述目标尺寸判断所述目标对象是否为汽车，若否，则通过云端服务器向管理员终端推送警告信息；此处限定的目的在于，方便管理员对非法占用的车位进行进一步管理，及时清除非法停车的车辆，避免车位被摩托车、自行车等非法占用的问题。
进一步地，在所述步骤S5中，若是，则识别所述当前车位图像中的车牌信息，再将所述车牌信息通过云端服务器发送给管理员终端。
进一步地，所述识别所述当前车位图像中的车牌信息包括以下步骤：
通过基于自适应遗传算法的BP图像分割算法对所述当前车位图像进行区域划分，并对各个区域进行标注，使得各个区域均包含有水平位置信息和垂直位置信息；
以所述水平位置信息和垂直位置信息为依据，并通过所述图像分割算法中的确定函数来确定各个区域是否存在长方形对象，若是，则将该区域标定为目标区域，其中，所述确定函数为：N=ln((L×a+W×b)/ab)，上式中，N表示输出结果，L表示水平位置信息，W表示垂直位置信息，a表示第一权值，b表示第二权值，且第一权值a和第二权值b均为大于0且小于1的实数，并且a≠b；
对目标区域进行特征提取，得到相应的提取结果；
通过分类器对所述提取结果进行分类，得到相应的分类结果；
对所述分类结果进行归一化，得到待识别信息；
提取所述待识别信息中的文字信息和数字信息，以获取相应的车牌信息；
在上述方案中，先将当前车位图像进行区域划分，并判断各个区域是否存在长方形对象，因此不需要对整张所述当前车位图像进行文字识别便能识别出目标图像中的车牌号码，从而降低主控模块的运算量，提高识别车牌信息的效率。
进一步地，所述管理员终端设有收费管理模块，所述收费管理模块用于计算所述车牌信息对应车辆的停留时间，并根据所述停留时间收取所述车牌信息对应车主的停车费。
进一步地，所述三模车辆检测装置还包含第一颜色指示灯和第二颜色指示灯，所述主控模块与所述第一颜色指示灯以及第二颜色指示灯连接；其中，
在当前车位状态为有车状态时，所述第一颜色指示灯亮；
在当前车位状态为无车状态时，所述第二颜色指示灯亮；
在上述方案中，通过第一颜色指示灯和第二颜色指示灯实现现场提示车位的占用和空置，可以方便现场车主找车位。
进一步地，所述三模车辆检测装置还包含：散热模块，所述散热模块用于给所述主控模块以及所述供电模块散热；此处限定的目的在于，改善散热效果，提高装置的使用寿命，避免由于热量过高而导致短路或火灾等情况的发生。
实施例2提供一种基于雷达的三模车辆检测方法，所述基于雷达的三模车辆检测方法应用于如实施例1所述的基于雷达的三模车辆检测装置。
进一步地，所述基于雷达的三模车辆检测方法包括以下步骤：
S1,接收地磁检测模块采集的地磁信号，判断所述地磁信号的变化是否超过设定阈值，若是，则执行步骤S2；
S2,启动红外检测模块检测是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S3；
S3,启动雷达检测模块发射微波和接收反射波，通过微波和反射波的频率差来确定是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S4；
S4,将当前车位状态为有车状态的信息通过云端服务器发送给管理员终端；
其中，
在当前车位状态为有车状态时，所述三模车辆检测装置的第一颜色指示灯亮；
在当前车位状态为无车状态时，所述三模车辆检测装置的第二颜色指示灯亮；
S5,启动图像采集模块采集当前车位图像，识别所述当前车位图像中的目标尺寸，基于所述目标尺寸判断所述目标对象是否为汽车，
若否，则通过云端服务器向管理员终端推送警告信息；
若是，则识别所述当前车位图像中的车牌信息，再将所述车牌信息通过云端服务器发送给管理员终端；
其中，
所述识别所述当前车位图像中的车牌信息包括以下步骤：
通过基于自适应遗传算法的BP图像分割算法对所述当前车位图像进行区域划分，并对各个区域进行标注，使得各个区域均包含有水平位置信息和垂直位置信息；
以所述水平位置信息和垂直位置信息为依据，并通过所述图像分割算法中的确定函数来确定各个区域是否存在长方形对象，若是，则将该区域标定为目标区域，其中，所述确定函数为：N=ln((L×a+W×b)/ab)，上式中，N表示输出结果，L表示水平位置信息，W表示垂直位置信息，a表示第一权值，b表示第二权值，且第一权值a和第二权值b均为大于0且小于1的实数，并且a≠b；
对目标区域进行特征提取，得到相应的提取结果；
通过分类器对所述提取结果进行分类，得到相应的分类结果；
对所述分类结果进行归一化，得到待识别信息；
提取所述待识别信息中的文字信息和数字信息，以获取相应的车牌信息。
本发明所述的基于雷达的三模车辆检测装置及其方法的有益效果如下：
本发明通过地磁检测、光传感检测以及雷达检测来确定车位是否被占用，实现对车位是否存在车辆进行三重检测确认，能够精确测量车位是否存在车辆，检测精确度高；避免出现由单一的地磁检测导致的误报情况。
本发明采用太阳能发电模块供电，不需要连接市电，节能环保，同时可以节省电费。
本发明通过第一颜色指示灯和第二颜色指示灯实现现场提示车位的占用和空置，可以方便现场车主找车位。
本发明对有车状态的车位通过图像采集模块采集当前车位图像，识别所述当前车位图像中的目标尺寸，基于所述目标尺寸判断所述目标对象是否为汽车，若否，则通过云端服务器向管理员终端推送警告信息；以便管理员对非法占用的车位进行进一步管理，及时清除非法停车的车辆，避免车位被摩托车、自行车等非法占用的问题。
由于本发明在所述步骤S5中先将当前车位图像进行区域划分，并判断各个区域是否存在长方形对象，因此不需要对整张所述当前车位图像进行文字识别便能识别出目标图像中的车牌号码，从而降低主控模块的运算量，提高识别车牌信息的效率。
本发明采用散热模块给所述主控模块以及所述供电模块散热，改善散热效果，提高装置的使用寿命，避免由于热量过高而导致短路或火灾等情况的发生。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于雷达的三模车辆检测方法，其特征在于，所述基于雷达的三模车辆检测方法应用于基于雷达的三模车辆检测装置，所述基于雷达的三模车辆检测方法包括以下步骤：
S1,接收地磁检测模块采集的地磁信号，判断所述地磁信号的变化是否超过设定阈值，若是，则执行步骤S2；
S2,启动红外检测模块检测是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S3；
S3,启动雷达检测模块发射微波和接收反射波，通过微波和反射波的频率差来确定是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S4；
S4,将当前车位状态为有车状态的信息通过云端服务器发送给管理员终端；
所述三模车辆检测方法还包括：
在当前车位状态为有车状态时，第一颜色指示灯点亮，第二颜色指示灯熄灭；
在当前车位状态为无车状态时，第一颜色指示灯熄灭，第二颜色指示灯点亮。
2.根据权利要求1所述的基于雷达的三模车辆检测方法，其特征在于，所述基于雷达的三模车辆检测方法还包括以下步骤：
S5,启动图像采集模块采集当前车位图像，识别所述当前车位图像中的目标尺寸，基于所述目标尺寸判断所述目标对象是否为汽车，若否，则通过云端服务器向管理员终端推送警告信息。
3.根据权利要求2所述的基于雷达的三模车辆检测方法，其特征在于，在所述步骤S5中，若是，则识别所述当前车位图像中的车牌信息，再将所述车牌信息通过云端服务器发送给管理员终端。
4.根据权利要求3所述的基于雷达的三模车辆检测方法，其特征在于，所述识别所述当前车位图像中的车牌信息包括以下步骤：
通过基于自适应遗传算法的BP图像分割算法对所述当前车位图像进行区域划分，并对各个区域进行标注，使得各个区域均包含有水平位置信息和垂直位置信息；
以所述水平位置信息和垂直位置信息为依据，并通过所述图像分割算法中的确定函数来确定各个区域是否存在长方形对象，若是，则将该区域标定为目标区域，其中，所述确定函数为：N=ln((L×a+W×b)/ab)，上式中，N表示输出结果，L表示水平位置信息，W表示垂直位置信息，a表示第一权值，b表示第二权值，且第一权值a和第二权值b均为大于0且小于1的实数，并且a≠b；
对目标区域进行特征提取，得到相应的提取结果；
通过分类器对所述提取结果进行分类，得到相应的分类结果；
对所述分类结果进行归一化，得到待识别信息；
提取所述待识别信息中的文字信息和数字信息，以获取相应的车牌信息。
5.根据权利要求3所述的基于雷达的三模车辆检测方法，其特征在于，所述管理员终端设有收费管理模块，所述收费管理模块用于计算所述车牌信息对应车辆的停留时间，并根据所述停留时间收取所述车牌信息对应车主的停车费。
6.根据权利要求1所述的基于雷达的三模车辆检测方法，其特征在于，所述红外检测模块包括红外发射器和红外接收器，所述主控模块分别与所述红外发射器和红外接收器连接。
7.一种基于雷达的三模车辆检测装置，其特征在于，包含：主控模块、地磁检测模块、红外检测模块、雷达检测模块、供电模块、第一颜色指示灯和第二颜色指示灯，所述主控模块与所述地磁检测模块、红外检测模块、雷达检测模块、第一颜色指示灯以及第二颜色指示灯连接，所述供电模块用于给所述主控模块、地磁检测模块、红外检测模块、雷达检测模块、第一颜色指示灯和第二颜色指示灯供电，所述供电模块连接有太阳能发电模块；
所述红外检测模块包括红外发射器和红外接收器，所述主控模块分别与所述红外发射器和红外接收器连接；
所述三模车辆检测装置的检测方法包括以下步骤：
接收地磁检测模块采集的地磁信号，判断所述地磁信号的变化是否超过设定阈值，若是，则执行步骤S2；
启动红外检测模块检测是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S3；
启动雷达检测模块发射微波和接收反射波，通过微波和反射波的频率差来确定是否存在目标对象，若存在，则执行步骤S4；
将当前车位状态为有车状态的信息通过云端服务器发送给管理员终端。
8.根据权利要求7所述的基于雷达的三模车辆检测装置，其特征在于，所述三模车辆检测装置还包含：
图像采集模块，用于采集所述当前车位图像，并将当前车位图像上传给所述主控模块，以供所述主控模块识别所述当前车位图像中的目标尺寸及识别所述当前车位图像中的车牌信息；
管理员终端，用于接收所述车牌信息；
散热模块，用于给所述主控模块以及所述供电模块散热；
其中，
所述管理员终端设有收费管理模块，所述收费管理模块用于计算所述车牌信息对应车辆的停留时间，并根据所述停留时间收取所述车牌信息对应车主的停车费。
9.根据权利要求7所述的基于雷达的三模车辆检测装置，其特征在于，所述识别所述当前车位图像中的车牌信息包括以下步骤：
通过基于自适应遗传算法的BP图像分割算法对所述当前车位图像进行区域划分，并对各个区域进行标注，使得各个区域均包含有水平位置信息和垂直位置信息；
以所述水平位置信息和垂直位置信息为依据，并通过所述图像分割算法中的确定函数来确定各个区域是否存在长方形对象，若是，则将该区域标定为目标区域，其中，所述确定函数为：N=ln((L×a+W×b)/ab)，上式中，N表示输出结果，L表示水平位置信息，W表示垂直位置信息，a表示第一权值，b表示第二权值，且第一权值a和第二权值b均为大于0且小于1的实数，并且a≠b；
对目标区域进行特征提取，得到相应的提取结果；
通过分类器对所述提取结果进行分类，得到相应的分类结果；
对所述分类结果进行归一化，得到待识别信息；
提取所述待识别信息中的文字信息和数字信息，以获取相应的车牌信息。
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