用于测量车辆队列长度的装置和方法制造方法及图纸

在一种用于测量车辆队列长度装置和方法中，通过在与道路上车辆行进方向相同的方向上安装摄像机，在车辆后部拍摄道路图像，并测量车辆队列长度，从而可以精确地测量车辆队列长度。该装置包括摄像机，用于拍摄道路上车辆的后部；图像转换器，用于将对应于摄像机拍摄的图像的模拟图像信号转换为数字图像信号；和控制单元，用于从转换的数字图像中提取车辆特征，根据提取的特征计算道路上车辆的位置，并根据计算的车辆位置计算道路上的车辆队列长度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通控制系统，更准确地说，涉及一种。在线圈检测器中，把导电线圈安装在地表之下，电流在线圈中流动，当车辆经过地表时，通过电磁感应现象探测到车辆的存在。相应的，在一条交通车道中，地表下分离地安装两个线圈，通过计算两个线圈之间的检测时间差，从而计算出车辆速度；通过计算每一线圈占用的时间的代表值(即平均值)，得到占用时间；根据计算出的速度和占用时间，计算车辆的队列长度。使用线圈检测器计算车辆队列长度的方法提供高度可靠的关于交通容量、占用率和速度的信息。然而，由于线圈安装于地表之下，它破坏了道路表面，当地表条件恶化时，线圈可能被切断。而且，修复切断的线圈可能造成交通堵塞。另外，最近对于有关十字路口车辆队列长度的信息的需求正在增加，且要求这种信息不是基于传统的统计控制，而是在每一十字路口通过信号控制的实时交通信息。然而，由于必须在地表下面安装若干线圈(回路线圈)，所以要通过使用线圈检测器而得到预定区域内的交通信息(如车辆队列长度)所需的建造工作是困难的。因此，为了避免安装建造回路线圈的困难，仅在道路(道路表面)的若干位置安装回路线圈，来计算车辆队列长度。这样，由于队列长度是利用每一点安装的回路线圈的位置信息估算的，队列长度的准确度大为降低。同时，为了提取交通信息，如通行量、速度、占用率、车辆队列长度等，已经开发了一种使用图像的技术，并将其应用于现场。更具体地，在交通相关领域中，为了提供交通信息，在主要道路和十字路口安装CCTV(闭路电视)或CCD(电荷耦合设备)摄像机。同时，已经出现了作为ITS(智能交通系统)的ATMS(高级交通管理系统)。在ATMS中，为了优化交通流，利用各种交通信息检测技术，实时检测通行量变化，并识别道路上的各种无法预料的情况。依照这些，ATMS可以摸索控制方法，如交通信号灯开/关时间控制、道路容量考虑以及交通流控制。同时，为了弥补传统交通信息采集传感器中线圈检测器的缺点，关于使用图像的交通信息采集传感器的研究正在活跃地进行中，它被看作下一代交通信息采集传感器之一。另外，关于十字路口车辆队列长度的测量方法的研究也在进行中，目的是用于交通信号灯开/关时间控制，即信号控制。以下参照附图说明图1说明传统的测量车辆队列长度的方法。图1说明了现有技术中，用于测量车辆队列长度的方法及测量结果中误差的发生。如图1，将摄像机100安装在十字路口附近的建筑或交通信号灯的支撑柱上，使其具有预定的高度，以得到驶入十字路口的车辆的前部图像。在现有的使用图像测量车辆队列线的方法中，使用图像处理技术来将车辆与道路表面或附加噪声区分开。现有的方法可分为两种一种方法通过从摄像机获得的图像中提取车辆轮廓成分而检测车辆；另一种方法设置、存储低空气污染条件下无车辆道路的参考图像，将存储的参考图像与当前得到的图像比较，从而检测路面车辆。但是，如图1所示，在现有方法中面对车辆的前表面安装摄像机镜头。更具体地说，因为摄像机对车辆前部拍照，由于摄像机和车辆之间的角度以及车辆高度，可能出现隐蔽区域，于是有可能在车辆队列长度的真实值和通过拍照并计算得到的测量值之间出现相应的误差。为解决上面提到的问题，可以在拍照得到的图像的基础上测量出车辆的准确高度及其与摄像机的精确距离，然后补偿误差。但是，由于误差可能持续存在，甚至可能存在于根据照片图像测得的车辆高度中，所以从根本上不可能测量到准确的车辆队列长度。另外，为了补偿测量队列长度的误差，不可能不计算每一车辆的高度而使用一个任意的估计值或统计值，但是，可能因测量车辆队列长度时的补偿而引起误差。更具体地，在现有技术中通过对车辆前部拍照而测量车辆队列长度，车辆高度越高，或者车辆与摄像机间距越大，误差也将越大，且误差几何地增长。同时，在车辆前面测量队列长度，不仅会产生上面提到的几何误差，而且会接下来产生测量误差。在现有技术中已经提出了两种图像处理方法。第一种方法通过提取车辆的特征作为(垂直、水平和对角)边界元素或者利用这些特征提取车辆轮廓，从而检测车辆。第二种方法对空的道路进行拍照并将图像存储作为参考图像，将参考图像与新得到的图像比较，当差异超过一个预定的阈值时，认为路上有车辆。但是，在第一种图像处理方法中，必须确定车辆的特征值和阈值作为预处理。在第二种图像处理方法中，因为需要随时间更新存储的参考图像，所以为了使用更新的参考值来检测车辆，必须有调整阈值的方法。但是，在上述的两种图像处理方法中，在不同路况下都可能有需要适当的阈值微调的情况。在这里，如果阈值调整错误，精确度会急剧降低。例如，存在车辆被误判为不存在，或者反过来将不存在车辆误判为存在。另外，在使用参考图像，即背景图像时，若背景图像的更新错误，则车辆的存在可能在输出中被误判，而且为了得到好的背景图像，需要相应的具体调整。然而，因为实际中许多车辆行驶于路上，不容易得到没有车辆的道路图像。如果更新参考图像一直失败，由于不能满足参考图像的更新水平，更新时间将被延迟。相应的，当参考图像由于突发的大气现象(天气和亮度等)改变而没有正常更新时，可能在判断车辆是否存在时发生错误，相应的队列长度的测量误差也增加。下面参考图2介绍图像处理方法中的测量误差。图2A和2B显示了由图1中的摄像机拍摄的夜间道路图像及其轮廓图像。如图2所示，在现有技术中，对着车辆前部的方向拍摄道路，在夜间拍摄的图像(图2)中，在一个远离摄像机的圆形区域(2A-1)中，由于前灯的直射光及反射光，产生了光线模糊的现象，车辆轮廓无法显示，整个车辆图像被光覆盖，从而产生了无法测量队列长度的区域。另外，在夜间的路上，由于光线条件剧烈改变，车辆轮廓的清晰度以每秒30幅图像(称为帧)的速度变化，很难将车身反射的光与道路反射的光区分开，如图2A所示，即使在未发生光线模糊现象的靠近摄像机的区域(2A-2)中，车辆前灯清楚地显示，然而车辆外侧模糊，只有当周围的光反射到车辆上时，才可以生成轮廓可识别区域。因此，如图2B所示，在夜间拍摄的图像中，因为存在不能正确提取车辆轮廓的区域，车辆队列长度的可测区域减少，从而无法测量在道路上的最后一辆车。因此，根本无法测量到准确的车辆队列长度。本专利技术的另一个目标是提供一种，该装置和方法通过安装摄像机从车辆后方拍摄道路图像来解决准确度降低的问题，这里准确度降低的问题是由于以下几点而造成的几何上的隐蔽现象引起的误差、夜间车辆前灯引起的模糊现象以及车辆后部的模糊轮廓。本专利技术还有一个目标是提供一种，该装置和方法不考虑道路周围环境变化，通过跟踪车辆的特征而准确地测量车辆队列长度。为了达到上面提到的目标，根据本专利技术的测量车辆队列长度的装置包括摄像机，用于获取道路上车辆的后部图像；图像转换器，用于将对应于摄像机得到的图像的模拟图像信号转换为数字图像信号；以及控制单元，用于从转换的数字图像中提取车辆特征，根据提取的特征计算路上车辆的位置，并根据计算的车辆位置计算路面车辆队列长度。为了达到上面提到的目标，本专利技术的测量车辆队列长度的方法包括获取道路上车辆的后部图像；从获取的图像中除去噪声；从除噪后的图像中提取车辆特征并跟踪提取的特征；当特征的移动轨迹小于预定尺寸时，将特征确定为停止的车辆；并计算停止的车辆特征的位置与路面交通车道的参考位置之间的距离。附图中图1说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量车辆队列长度的装置，包括： 摄像机，用于获取道路上车辆的后部图像； 图像转换器，用于将对应于摄像机获取的图像的模拟图像信号转换为数字图像信号；和 控制单元，用于从转换的数字图像中提取车辆特征，根据提取的特征计算道路上车辆的位置，并根据计算所得的车辆位置计算道路上的车辆队列长度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：全晙皙，崔城训，
申请(专利权)人：LG产电株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]