基于红外发射的隧道入口行车提示装置及方法制造方法及图纸

一种基于红外发射的隧道入口行车提示装置及方法，包括中央处理单元、红外图像采集单元、图像处理单元、数据存储单元、计算单元、语音模块、告警灯、LCD大屏幕显示装置、监控装置、车牌识别系统，其中所述中央处理单元分别与所述计算单元、数据存储单元、LCD大屏幕显示装置、告警灯以及语音模块连接，所述车牌识别系统分别与所述数据存储单元和所述计算单元连接，所述红外图像采集单元分别与所述监控装置和所述图像处理单元连接，所述图像处理单元与所述中央处理单元连接。本发明专利技术能够通过红外发射技术与行车司机通讯，并采集行车信息，显示并提示隧道内的行车，有助于安全驾驶。

【技术实现步骤摘要】
基于红外发射的隧道入口行车提示装置及方法
本专利技术涉及隧道入口预警
，特别涉及一种基于图像处理单元对隧道洞口、及洞口内的行车进行自动提示的装置及方法
技术介绍
目前，在行车进出隧道时，尤其是在高速行驶中的隧道，往往会因为行车司机无法获知隧道内的情况，不知道隧道内行车行驶情况，导致行车进入隧道后，不知道如何回避隧道内的行车，以致发生交通事故。目前市场上有很多在隧道内防止汽车碰撞的技术，比如专利号201310611578.6公开了一种预防隧道出入口附近追尾事故的可变限速控制方法，在隧道出入口下游位置设置交通流检测器，实时、自动获取实时交通流数据对交通流状态进行监测，在隧道出入口上游设置可变信息提示板，克服了以往针对隧道出入口附近追尾事故无法进行主动式预防的缺陷，但无法获知隧道内的行车情况，并且不能在隧道入口准确地识、查询过往行车；专利号201610184982.3公开了一种隧道交通监控设备，包括处理器，所述处理器的输入端连接有声音传感器、火焰传感器、光电传感器、烟雾传感器，处理器的输出端连接有无线传输模块和若干声光报警器，该专利技术主要为隧道内防火的报警装置，仍然不能准确地识别隧道行车。目前市场上还没有针对雨天、雪天、雾天、风尘天气、黑暗等恶劣天气下对欲驶入隧道内行车以及在隧道内行车进行提醒，并能够准确地显示出进入对隧道内的行车密度，提醒司机安全驾驶的装置。
技术实现思路
针对上述技术不足，本专利技术公开一种基于红外发射的隧道入口行车提示装置及方法，采用户外发射技术对过往行车进行信息采集，通过告警灯和LCD大屏幕显示装置告知后续来车，如果隧道入口内有突发交通事故，或者有紧急停车的情况，提示驾驶员注意控制车速并避让其他行车，防止二次交通事故或追尾的发生，有效提高了行车在隧道入口处的安全系数，同时，本专利技术能够识别过往行车的车牌，车牌信息自动存储到存储单元中，便于查询过往行车。本专利技术采用以下技术方案：一种基于红外发射的隧道入口行车提示装置，所述提示装置包括中央处理单元、红外图像采集单元、图像处理单元、数据存储单元、计算单元、语音模块、告警灯、LCD大屏幕显示装置、监控装置、车牌识别系，其中所述中央处理单元分别与所述计算单元、数据存储单元、LCD大屏幕显示装置、告警灯以及语音模块连接，所述车牌识别系统的输入端与所述数据存储单元的输出端连接，所述车牌识别系统的输出端与所述计算单元的输入端连接，所述红外图像采集单元分别通过红外线和监控装置采集行车信息，并且所述红外图像采集单元的输入端与所述监控装置的输出端连接，所述红外图像采集单元的输出端与所述图像处理单元的输入端连接，所述图像处理单元的输出端与所述中央处理单元连接。优选地，所述监控装置为间隔地设置于隧道内的至少2个监控装置和设置在隧道入口上的至少1个监控装置，且所述监控装置包括总控中心、与所述总控中心连接且设置在隧道内的传输装置、与所述传输装置连接的摄像头，其中所述传输装置为RS485通讯协议装置，所述摄像头为基于HD1080P或HD960P或HD720P的摄像头。优选地，所述图像处理单元包括动态地跟踪行车信息的跟踪单元、与所述跟踪单元连接且对动态的行车信息进行提取的图像提取单元、与所述图像提取单元连接且采用Retinex图像增强算法和Gamma校正法对提取的图像进行清晰化处理的图像增强计算单元、与所述图像增强计算单元连接且对处理后的图像进行输出的图像输出单元，其中所述跟踪单元包括采用Kalman滤波算法对目标搜索区域范围内进行目标搜索的视频运动目标跟踪器和目标跟踪行车进行计算的Kalman滤波器。优选地，所述计算单元包括检测行车信息的行车检测单元、与所述行车检测单元连接且对行车密度进行计算的密度计算单元和模糊度计算单元，所述密度计算单元集成有对行车信息进行计算的算术逻辑单元和累加器，其中所述密度计算公式为:K＝N/L，式中，K为车流密度,单位为辆/km，N为隧道内统计的行车数,单位为辆，L为隧道的长度，单位为为km。优选地，所述车牌识别系统为基于车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法的车牌自动识别系统。优选地，所述LCD大屏幕显示装置为1026mm×580mm×117mm的LCD液晶LCD大屏幕显示装置。一种基于红外发射的隧道入口行车提示方法，包括以下步骤：(S1)行车驶入隧道洞口；(S2)视频运动目标跟踪器对驶入隧道洞口的行车进行目标跟踪，Kalman滤波器对行车目标跟踪进行计算和修正，采用Kalman滤波器中的Kalman滤波算法预测运动目标下一时刻行车可能处于的区域，缩小目标的搜索范围，当红外图像采集单元采集行驶到隧道前的行车信息时，隧道外的监控装置通过总控中心接收隧道内监控装置所采集的行车信息，车牌识别系统对过往行车进行车牌识别从而获取隧道内外的车牌信息；其中视频运动目标跟踪器的工作方法为：(S21)基于高斯统计模型的背景图像估计算法对当前的行车进行估计，得出当前行车区域的大致位置；(S22)采用Kalman滤波器中的Kalman滤波算法检测当前帧行车图像的目标，确定行车图像的目标范围；(S23)Kalman滤波器对行车目标信息进行精确提取，实现了行车的精确跟踪；(S3)在步骤(S2)中获取的行车信息、车牌信息以及隧道内监控装置采集的监控信息被存储到存储单元；(S4)所述图像处理单元对所述存储单元存储的行车信息进行处理，其处理方法为：(S41)对红外图像采集单元采集的图像以及监控装置通过摄像头拍摄的图像进行预处理；(S42)采用Retinex图像增强算法对预处理后的图像进行增强，获取更清晰的行车行驶图像；(S43)将经过增强后的行车行驶图像以及隧道内监控装置拍摄的行车图像输出至LCD大屏幕显示装置，图像LCD大屏幕显示装置显示出隧道内外的行车图像，根据输入的隧道内外的行车信息，所述计算单元对获取的隧道内外的行车信息进行密度计算，当密度值K大于阈值Y时，则隧道内的行车为拥堵，当密度值K小于阈值Y时，则隧道内的行车为畅通，其中Y≥20；(S5)中央处理单元判断待行驶隧道内的行车是否可以通行，如果隧道能够顺利通行，可通过语音模块进行语音提示“畅通”，如果隧道不能够顺利通行，则提示“拥堵”或“前方故障，慎行”，同时告警灯闪烁。进一步地，所述步骤(S2)中车牌识别采用以下步骤：(S21)通过图片切割的方法从所述数据存储单元中获取牌照图像；(S22)基于牌照字符分割，把牌照中的字符分割出来；(S23)基于牌照字符识别算法，把分割好的字符进行识别，最终组成牌照号码，得出车牌号。进一步地，所述步骤(S42)图像图像计算单元采用Retinex图像增强算法对采集的图形进行处理、计算包括以下步骤：(S421)对红外图像采集单元采集行驶到隧道中的行车数据进行转换,即将红外图像采集单元采集到的行车原始图像转换成double型变量，以方便以后的计算或运算；(S422)转换成double型变量的图像具有高、中、低三个不同的尺度的数据，根据不同尺度的数据确定环绕函数F(x,y)并提取待检测图像的特征，从而来确定参数λ的值；(S423)将原始图像Ii(x,y)、环绕函数F(x,y)代入公式来求得Retinex的在各通道上输出，其中ri(x,y)即为第i个通道上的Retine本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外发射的隧道入口行车提示装置，所述提示装置包括中央处理单元、红外图像采集单元、图像处理单元、数据存储单元、计算单元、语音模块、告警灯、LCD大屏幕显示装置、监控装置和车牌识别系统，其特征在于，所述中央处理单元分别与所述计算单元、数据存储单元、LCD大屏幕显示装置、告警灯以及语音模块连接，所述车牌识别系统的输入端与所述数据存储单元的输出端连接，所述车牌识别系统的输出端与所述计算单元的输入端连接，所述红外图像采集单元分别通过红外线和监控装置采集行车信息，并且所述红外图像采集单元的输入端与所述监控装置的输出端连接，所述红外图像采集单元的输出端与所述图像处理单元的输入端连接，所述图像处理单元的输出端与所述中央处理单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外发射的隧道入口行车提示装置，所述提示装置包括中央处理单元、红外图像采集单元、图像处理单元、数据存储单元、计算单元、语音模块、告警灯、LCD大屏幕显示装置、监控装置和车牌识别系统，其特征在于，所述中央处理单元分别与所述计算单元、数据存储单元、LCD大屏幕显示装置、告警灯以及语音模块连接，所述车牌识别系统的输入端与所述数据存储单元的输出端连接，所述车牌识别系统的输出端与所述计算单元的输入端连接，所述红外图像采集单元分别通过红外线和监控装置采集行车信息，并且所述红外图像采集单元的输入端与所述监控装置的输出端连接，所述红外图像采集单元的输出端与所述图像处理单元的输入端连接，所述图像处理单元的输出端与所述中央处理单元连接。2.根据权利要求1所述的一种基于红外发射的隧道入口行车提示装置，其特征在于，所述监控装置为间隔地设置于隧道内的至少2个监控装置和设置在隧道入口上的至少1个监控装置，且所述监控装置包括总控中心、与所述总控中心连接且设置在隧道内的传输装置、与所述传输装置连接的摄像头，其中所述传输装置为RS485通讯协议装置，所述摄像头为基于HD1080P或HD960P或HD720P的摄像头。3.根据权利要求1所述的一种基于红外发射的隧道入口行车提示装置，其特征在于，所述图像处理单元包括动态地跟踪行车信息的跟踪单元、与所述跟踪单元连接且对动态的行车信息进行提取的图像提取单元、与所述图像提取单元连接且采用Retinex图像增强算法和Gamma校正法对提取的图像进行清晰化处理的图像增强计算单元、与所述图像增强计算单元连接且对处理后的图像进行输出的图像输出单元，其中所述跟踪单元包括采用Kalman滤波算法对目标搜索区域范围内进行目标搜索的视频运动目标跟踪器和目标跟踪行车进行计算的Kalman滤波器。4.根据权利要求1所述的一种基于红外发射的隧道入口行车提示装置，其特征在于，所述计算单元包括检测行车信息的行车检测单元、与所述行车检测单元连接且对行车密度进行计算的密度计算单元和模糊度计算单元，所述密度计算单元集成有对行车信息进行计算的算术逻辑单元和累加器，其中所述密度计算公式为:K＝N/L，式中，K为车流密度,单位为辆/km，N为隧道内统计的行车数,单位为辆，L为隧道的长度，单位为为km。5.根据权利要求1所述的一种基于红外发射的隧道入口行车提示装置，其特征在于，所述车牌识别系统为基于车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法的车牌自动识别系统。6.根据权利要求1所述的一种基于红外发射的隧道入口行车提示装置，其特征在于，所述LCD大屏幕显示装置为1026mm×580mm×117mm的LCD液晶LCD大屏幕显示装置。7.一种基于红外发射的隧道入口行车提示方法，其特征在于，包括以下步骤：(S1)行车驶入隧道洞口；(S2)视频运动目标跟踪器对驶入隧道洞口的行车进行目标跟踪，Kalman滤波器对行车目标跟踪进行计算和修正，采用Kalman滤波器中的Kalman滤波算法预测运动目标下一时刻行车可能处于的区域，缩小目标的搜索范围，当红外图像采集单元采集行驶到隧道前的行车信息时，隧道外的监控装置通过总控中心接收隧道内监控装置所采集的行车信息，车牌识别系统对过往行车进行车牌识别从而获取隧道内外的车牌信息；其中视频运动目标跟踪器的工作方法为：(S21)基于高斯统计模型的背景图像估计算法对当前的行车进行估计，得出当前行车区域的大致位置；(S22)采用Kalman滤波器中的Kalman滤波算法检测当前帧行车图像的目标，确定行车图像的目标范围；(S23)Kalman滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫晓俊，郭丽，陈其兵，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：四川,51