城市交叉路口车辆排队长度的单帧图像检测装置制造方法及图纸

城市交叉路口车辆排队长度的单帧图像检测装置，包括光照强度检测控制电路、图像采集与处理装置和排队长度输出接口。检测环境光照强度，在光照条件不好的情况下，自动启用闪光灯拍照，通过摄像头采集单帧交通图像；交通图像通过视频采集卡送入微处理器，在微处理器中按照数字图像处理技术进行车辆排队长度的检测处理，检测结果经由排队长度输出接口送出。本实用新型专利技术克服了采用视频流检测排队长度容易受天气、光照、摄像头抖动等影响的缺点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能交通
，具体是一种利用单帧图像检测城市交叉路口车辆排 队长度的装置。
技术介绍
随着社会经济的高速发展，公务车、私家车拥有数量近年来一直加速上升，全国各大城 市交通拥挤、堵塞日趋严重。仅仅依靠修路、架桥扩容已经不能解决交通堵塞、交通事故等 问题。因此城市道路交通建设、规划部门与交通管理部门开始釆用现代高新科技，将建设与 管理结合起来。在这种背景下，从系统的观念出发，把车辆和道路综合起来考虑，运用各种 高新技术系统来解决问题的智能交通系统(ITS)就应运而生了。智能交通系统是经济发展所 带来的众多交通问题的理想解决方案，它代表了交通系统的发展趋势。城市交叉路口车辆排 队长度是城市交通信息的一项重要内容，它的获取可为智能红绿灯控制、动态导航、交通疏 导等提供最直接、最可靠的依据。目前城市交叉路口车辆排队长度的检测主要有感应线圈检测和视频检测两种方法。 感应线圈检测是一种传统的车辆排队长度检测方法，具有的优点单车识别率较高，系 统连接方法简单、成本低，工作稳定、不受恶劣天气等环境因素影响。缺点安装和维护时 必须直接埋入车道，线圈易被重车碾压、施工损坏；线圈易受冰冻、路基下沉、盐碱等自然 环境的影响，容易损坏，使用寿命短；更重要的是当车流拥堵、车间距小于3米时，线圈的 检测精度大幅度降低，甚至无法检测。另外，安装和维护线圈时，交通会暂时受到阻碍，切 割路面面积比较大，埋置线圈的切缝软化了路面，容易造成整个路面的下陷，影响路面使用 寿命。以计算机视觉为基础的视频检测技术， 一般都是基于视频流的检测，可以替代传统的检 测器并提供其他检测器所无法完成的更多的车辆和交通流的状态参数。视频检测的优点安 装方便，不破坏路面，施工时基本不影响交通；可以实现大区域检测；摄像机设置方便、灵 活，容易维护。缺点受图像处理算法、天气、光照、阴影等环境因素影响较大。由于利用 视频图像获取交通流信息的复杂性，视频检测技术仍处于不断完善中。
技术实现思路
为了解决现有视频检测技术的缺点，本技术的目的是提供一种交叉路口车辆排队长 度的单帧图像检测装置。该装置仅采用交叉路口的单帧图像即可检测出车辆的排队长度，克服了采用视频流检测容易受天气、光照、摄像头抖动等影响的缺点。本技术的技术方案是车辆排队长度检测装置由光照强度检测控制电路、图像采集 与处理装置和排队长度输出接口三部分组成。光照强度检测控制电路与图像采集与处理装置 相连，图像采集与处理装置与排队长度输出接口相连。通过光照强度检测电路检测环境光照 强度，当环境光强小于设定的阈值时控制闪光灯工作，为摄像头拍照提供光源，使本实用新 型的车辆排队长度检测装置在夜晚等光线不好时仍能正常工作。摄像头采集的城市交叉路口 交通图像通过视频采集卡送入微处理器，在微处理器中进行车辆排队长度的图像检测处理， 结果经由排队长度输出接口送出。本技术方法包括以下几个步骤第一、摄像头安装。在交叉路口车道上方对着每个行驶方向安装视频摄像头1台。若是 十字路口， 4台摄像机即可。摄像机连续拍摄交通图像存储备用，但用于车辆排队长度检测 的图像，只需要交通灯的红灯转为黄灯前一时刻的单帧图像即可。第二、环境光照强度检测。为了克服视频检测容易受天气、光照等的影响，本技术 采用环境光照强度检测的方法，在光线不好时，拍摄单帧图像时自动启用闪光灯进行拍照。第三、车道区域定位。为了在检测车辆排队长度的同时能降低运算量，实现排队长度检 测的实时性，就必须只对图像中的部分区域进行处理。本技术通过车道标志线检测来实 现固定检测区域的定位，即只对所要检测的车道内的图像信息进行处理。第四、确定队尾。提取车道区域内车辆的边缘信息，并将其投影至车道区域中线上，扫 描中线上的信息，若存在连续的N行无白点信息(N选取略小于一辆车总投影点的个数)则 判断该处为队尾。第五、图像排队长度计算。将图像底部(即队头)至队尾的边缘信息投影至该车道的中 线上，通过计算中线上相应的像素数即可得到图像上的排队长度。第六、实际排队长度计算。根据现场布局图得到每个像素点代表的实际长度的换算公式， 计算出实际车辆排队长度。本技术的有益效果是，仅采用单帧图像进行车辆排队长度的检测，不易受镜头抖动 等影响。在光照条件不好的情况下，自动启用闪光灯拍照，使全天候24小时不间断检测成为 可能。克服了依靠视频流检测因环境、光照、摄像机抖动等因素引起的误差与错误。附图说明图1是本技术中车辆排队长度检测装置的结构示意图。图2是本技术提出的车辆排队长度检测方法的流程框图。 图3是本技术中实际车辆排队长度计算图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例作详细说明本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限 于下述的实施例。参见图l，城市交叉路口车辆排队长度的检测装置，包括光照强度检测控制电路l、图像 采集与处理装置2和排队长度输出接口 3。光照强度检测控制电路1与图像采集与处理装置2 相连，图像采集与处理装置2与排队长度输出接口 3相连。光照强度检测控制电路1包括环 境光照强度检测电路1-1、闪光灯卜2和控制电路1-3。环境光照强度检测电路1-1与控制电 路l-3相连，闪光灯l-2与控制电路l-3相连。图像采集与处理装置2包括顺序相连的摄像 头2-l、视频采集卡2-2和微处理器2-3。仍见图1，在交叉路口车道上方对着每个行驶方向安装摄像头2-1。摄像头2-1连续拍摄 交通图像存储备用，但用于车辆排队长度检测的图像，只需要交通灯的红灯转为黄灯前一时 刻的单帧图像即可，此时若环境光照强度检测电路1-1检测到的光强小于设定的阈值，则通 过控制电路1-3启动闪光灯1-2工作，为摄像头拍照提供光源，使本技术的车辆排队长 度检测装置在夜晚等光线不好时仍能正常工作。见图1，摄像头2-1采集的交通图像通过视频采集卡2-2送入微处理器2-3，在微处理器 2-3中按照本技术的城市交叉路口车辆排队长度的检测方法进行处理，得到的排队长度 结果经由排队长度输出接口 3送出。参见图2，本实施例城市交叉路口车辆排队长度的单帧图像检测方法，具体实施步骤如下1、 交通图像二值化在交通图像中，路面的灰度值是基本一致的，而且在一幅图像中占得比例最大，可以通过求取交通图像灰度直方图的峰值x的办法得到路面灰度值，再通过阈值分割的方法区分出路面以及路面上的车辆。本实施例采用双阈值法对交通图像进行二值化处理，其中阈值l为0.9X，阈值2为1. IX。2、 车道区域定位去除非车道背景，首先要确定车道区域。本技术以结构化的车道标志线为特征进行 车道识别。对二值图像进行Hough变换检测直线，提取出车道标志线，车道标志线之间的区 域即为车道区域。3、 边缘检测对车道区域内的图像进行Sobel算子边缘检测后，得到车辆的边缘图像。路面为黑色， 车辆边缘为白色。4、 中线投影对车道区域内车辆的边缘信息，投影至车道区域中线上。对有车辆边缘的，在中线上用 白点表示。由于在图像上，排队的车辆是基本连续的，所以投影之后中线上连续的白点区域就是有车辆排队的区域。5、 确定队尾对中线上的白点进行扫描，若存在连续本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市交叉路口车辆排队长度的单帧图像检测装置，具有光照强度检测控制电路（１）、图像采集与处理装置（２）和排队长度输出接口（３），光照强度检测控制电路（１）与图像采集与处理装置（２）相连，图像采集与处理装置（２）与排队长度输出接口（３）相连，光照强度检测控制电路（１）具有环境光照强度检测电路（１－１）、闪光灯（１－２）和控制电路（１－３），环境光照强度检测电路（１－１）与控制电路（１－３）相连，闪光灯（１－２）与控制电路（１－３）相连，图像采集与处理装置（２）包括顺序相连的摄像头（２－１）、视频采集卡（２－２）和微处理器（２－３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆武，刘国高，周建东，石丹，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，常州市金源南方铁路器材有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]