一種提取移動車輛輪廓以識別車型的方法
【專利摘要】本發明公開了一種提取移動車輛輪廓以識別車型的方法，在車道外安裝有測量車輛的對射式光電測高設備和對射式水平定位設備，它們在時間上和空間上相互關聯；測得的高度信息和水平位置信息被同步輸入計算機，構成縱坐標值和橫坐標值，在計算機中得到車輛的輪廓圖像信息，以此與計算機存儲的已知車型信息比較，做出車型識別判斷。它無需雷達測速，能直接獲得車輛的位移，消除了測速帶來的水平位置不確定。并且，采用無輻射傷害的紅外光，可以克服衍射帶來的誤判，其精度能滿足車型識別的需要。采用本發明，車型識別變得成本低廉，簡單可靠，適用于收費站和ETC對移動車輛的識別，也可以用于諸如在監控和傳送帶中對人體走動和物料的外形輪廓識別。
【專利說明】一種提取移動車輛輪廓以識別車型的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能交通領域，尤其是涉及一種提取移動車輛輪廓以識別車型的方法。
【背景技術】
[0002]識別物體，最簡單的方法之一是觀察輪廓。非人工方式的機器識別，可以用投影和對外形測距等方法來實現。
[0003]投影成像是在物體的一側設置平行光，另一側設置光電接收器件，形成對射，以物體是否遮光來獲取物體輪廓信息。通過提取車體全部或部分輪廓識別車輛，目前公知技術采用的正是這一基本方法。
[0004]采用大面積平行光束和大面積光電接收器件構成陣列的投影方法，體積大，成本高，缺乏實用性。因此，實用的投影方法，大多采取掃描的方式，使車體通過固定的測高設備，得到一連串的高度值。
[0005]顯然，這種投影方法，需要解決兩個問題。
[0006]其一是，車輛通過測高設備時，獲得的高度值是構圖的縱坐標，它必須準確地與橫坐標對應。橫坐標是車輛通過測高設備的位移。不能準確地取得橫坐標，車輛的輪廓圖像就可能產生橫向的壓縮或拉長，導致變形。
[0007]其二是，采用對射方式測高，利用上下間隔布置的可見光和紅外線光束，光的衍射可能影響分辨精度，甚至不能工作。使用激光光束，則因為對安裝要求很高，也不實用。采用高能射線，雖然準確，卻使設備復雜，成本昂貴，且因輻射危害，司機顧忌。
[0008]清華大學研制的此類車型識別設備(200610113716.8)，是典型的投影方式。它在解決上述第一個問題時，是通過多普勒雷達對車輛進行測速，結合已知的掃描時間，間接取得定位橫坐標。多普勒雷達在被測物體處于減速至停止時，精度下降，甚至失效。在車輛進入收費站時，這種不利因素尤為突出。它在解決第二個問題時，采用的是高能射線，盡管考慮了多種策略，減少司機吃劑量，卻依然沒有選擇無害的可見光束或紅外線光束。

【發明內容】

[0009]本發明的目的是設計提供一種提取移動車輛輪廓以識別車型的方法，它能解決上述問題，直接提取車輛的位移信號，與測高設備配合，獲得車輛輪廓的準確圖像。它采用紅外線或可見光就能得到需要的測高精度。
[0010]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種提取移動車輛輪廓以識別車型的方法，車道外安裝有測量車輛的非接觸式測高設備和非接觸式水平定位設備，它們在時間上和空間上相互關聯；測得的高度信息和水平位置信息被同步輸入計算機，構成縱坐標值和橫坐標值，在計算機中得到車輛的輪廓圖像信息，以此與計算機存儲的已知車型信息比較，做出車型識別判斷。所述非接觸式水平定位設備，可以由沿行駛方向水平設置在車道兩側的、按照一定間距排列的若干個對射式光電傳感器構成；所述非接觸式測高設備，可以由垂直設置在車道兩側的、按照不同高度排列的若干個對射式光電傳感器構成。所述測高設備和水平定位設備在時間上和空間上的相互關聯，指的是在同一時刻測得的高度值和水平定位值被同步輸入計算機；測高設備和水平定位設備的安裝位置關系，應滿足車輛在行進中進入水平定位區域時，待測目標剛進入垂直測高區。
[0011]按照本發明，以光電對射式技術方案為例，工作原理如下:
[0012]測高原理:垂直設置的、按照不同高度排列的若干個對射式光電傳感器在驅動電路的控制下，產生一根根光束，它們分時工作，掃描車輛，通過計算被遮擋光束的根數，獲得車輛水平對應位置的高度，包括此刻車體下面出現的空隙高度。
[0013]水平定位原理:與測高原理基本相同，只是電路采集的是反映車輛位置和變化的信號。一般為行駛中最新的被遮擋光束的信號；而濾除其它的無用光束信號。
[0014]這種對射式光電測高和水平定位測量，可以克服光的衍射帶來的干擾，使測量光束可以密集排列，它在一米線電子提醒器(03275697.6)中獲得過成功應用。
[0015]所有對射光束與車輛行進方向垂直。
[0016]工作過程:當車輛駛入光電對射式水平定位設備的測量區域時，遮擋第一根水平定位光束，隨即啟動對射式光電測高設備測高，記錄第一組縱坐標值和橫坐標值。此后，隨著車輛的前行，每當新的水平定位光束被遮擋，測高設備將測量一次高度。這樣，一組組縱坐標值和橫坐標值輸入給計算機，直至車輛駛過測試區或停止。
[0017]上述工作可以有兩種方式進行，一種是行駛中每當新的水平定位光束被遮擋，就同步啟動一次測高設備測高，記錄高度值和水平位置。另一種是行駛中測高設備在不斷地測高，水平定位設備也在車輛行進中，因不斷地遮擋新的定位光束而給出位置變化信息，二者同時送入計算機。
[0018]在后一種方式中，那些對應水平定位光束位置的測高值，是構成輪廓圖像的要素。相鄰水平定位光束之間的測高值，供計算機構圖參考。
[0019]顯然，這種對射式光電測高和水平定位精度取決于相鄰光束的間距，一般可以做到厘米數量級，能夠滿足車型識別的需要。水平定位主要是給出車輛的準確位置，而無需密集的光束。實際使用中，水平定位光束的間距大于測高光束的間距。
[0020]采用該方法，待測對象也可以是其它移動物體，包括安防檢測中和通道監控中的走動人體和傳送帶上的物料。用于人體時，不存在高能射線的傷害。
[0021]有益效果
[0022]采用上述垂直測高和水平定位結構及其工作方式，可以準確地獲得提取被測移動車輛的輪廓所必須的全部縱坐標和橫坐標。橫坐標可以直接取得，而無需對車輛測速，消除了測速帶來的不穩定因素；采用可見光或紅外線，沒有輻射的危害，且克服了衍射干擾，能夠滿足車輛識別的需要，使產品成本低廉，簡單可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0024]圖1是本發明的示意圖。
[0025]在圖1中，⑴和⑵為安裝在車道兩側的對射式光電測高設備；(3)和⑷為安裝在車道兩側的對射式光電水平定位設備。(5)為對射光束之一。【具體實施方式】
[0026]實施例如圖1所示。
[0027]在圖1中，對射式光電測高設備(I) (2)中的對射式光電傳感器安裝在兩根垂直支架中，光束間距5cm，支架高420cm;對射式光電水平定位設備(3) (4)的對射式光電傳感器安裝在兩根水平支架中，光束間距20cm，支架長600cm，離地50cm ;光束采用紅外光；每對對射式光電傳感器的光發射供電由MCU控制的驅動電路提供，其光電輸出信號分別連接由MCU控制的信號預處理電路的輸入端，MCU的輸出連接計算機。
【權利要求】
1.一種提取移動車輛輪廓以識別車型的方法，其特征在于，車道外安裝有測量車輛的非接觸式測高設備和非接觸式水平定位設備，它們在時間上和空間上相互關聯；測得的高度信息和水平位置信息被同步輸入計算機，構成縱坐標值和橫坐標值，在計算機中得到車輛的輪廓圖像信息，以此與計算機存儲的已知車型信息比較，做出車型識別判斷。
2.根據權利要求1所述的一種提取移動車輛輪廓以識別車型的方法，其特征在于，所述非接觸式水平定位設備，可以由沿行駛方向水平設置在車道兩側的、按照一定間距排列的若干個對射式光電傳感器構成；所述非接觸式測高設備，可以由垂直設置在車道兩側的、按照不同高度排列的若干個對射式光電傳感器構成。
3.根據權利要求1所述的一種提取移動車輛輪廓以識別車型的方法，其特征在于，所述測高設備和水平定位設備在時間上和空間上的相互關聯，指的是在同一時刻測得的高度值和水平定位值被同步輸入計算機；測高設備和水平定位設備的安裝位置關系，應滿足車輛在行進中進入水平定位區域時，待測目標剛進入垂直測高區。
【文檔編號】G01B11/02GK103808274SQ201210436132
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月5日 優先權日:2012年11月5日
【發明者】宋懷淳 申請人:宋懷淳