[發明專利]基于圖象序列分析的駕駛員樁考過程自動測試系統

無效

• 申請號: 00109133.6
• 申請日: 2000-06-09
• 公開（公告）號: CN1094223C
• 公開（公告）日: 2002-11-13
• 發明（設計）人: 李宛洲;陳江
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G09B9/02;G09G5/00
• 代理公司: 北京清亦華專利事務所
• 代理人: 廖元秋

1、一種駕駛員樁考過程自動測試系統，其特征在于包括以下幾部分：

(1)考試場地上的起標識車庫尺寸作用的龍門架單元，它是由三角橫梁與支撐架組成的兩副以上的龍門架；

(2)通過吊簧懸掛在該龍門架橫梁上的多個樁桿考試用樁桿，它由桿體、連結鏍栓、上下調裝置及安裝在桿體上的霍爾開關組成；

(3)安裝在考試場地上的攝象機支架及固定在支架上的攝象機；

(4)安裝在考試場地上用來提示考試信息的LED大屏幕顯示器和喇叭；

(5)設置在考試場地上的用來標識車庫邊界的多組紅外線接收/發射傳感器單元；

(6)與該攝象機相連設置在機房內的計算機圖象處理單元，它由計算機設備中安裝的圖象采集卡、以及存儲在該計算機存儲單元中的圖象處理程序軟件組成；

(7)由發射、接收兩部分組成的無線傳送發動機熄火測量單元，其中，發射部分由電磁傳感器及與之相連的信號整形電路、無線電發射機組成，它吸附在考車頂上；接收單元由無線電接收機及與之相連的信號處理電路組成，安裝在機房上；

(8)開關量采集單元，置于機房內由開關量采集卡、轉接器、電源所組成，所采集的場地上所有的開關量信號由埋地電纜接入該采集單元。

2.一種采用如權利要求1所說的駕駛員樁考過程自動測試系統的自動測試方法，其特征在于，以數字圖象處理與模式識別方法相結合，無機械接觸的用計算機自動判別駕駛員是否按考試大綱規定的路線行駛與操作；

所說的數字圖象處理方法具體包括以下步驟：

1)采用攝像頭及圖象采集卡獲取車輛的圖象信息；

2)再用圖象差分、圖象二值化、邊緣腐蝕與平滑濾波來消除圖象信息的噪聲干擾；

3)最后用重心坐標描述車輛運動軌跡、進而通過方向編碼得到數字化運動參數；

所說的模式識別方法具體包括：采用所說的數字圖象處理方法進行停車判別；運動中的折反點判別；折反方向與路線結合紅外線傳感器信號判別運動路線是否按規定在甲庫完成二進二下后進入乙庫的判別方法；

所說的用計算機自動判別駕駛員是否按考試大綱規定的路線行駛與操作具體包括：利用存儲在計算機中的基于圖象序列分析的車輛樁考自動測量系統軟件對在樁考過程中出現的各種情況實時測量并及時準確的通過LED大屏幕顯示器和喇叭提示考試信息。

3.如權利要求2所說的自動測試方法，其特征在于，所說的圖象差分方法為用兩幀圖像的灰度差提取運動目標信息；對于圖像序列中固定不動部分其灰度差值為零，而運動部分則呈現出一定的灰度差，因此差分圖像只具有運動部分的信息；具體包括以下三種方式：

(1)用圖像序列中每一幀與一個靜止的參考幀作圖像差分；

(2)用圖像序列中相鄰兩幀進行差分，然后二值化該灰度差分圖像來提取運動信息；

(3)用三幀圖像計算出兩個差分圖像，然后再對這兩個差分圖像進行二次差分。

4.如權利要求2所說的自動測試方法，其特征在于，所說的圖象二值化采用快速固定閾值法進行分割，根據實驗選擇二值化閾值T，灰度值超過該閾值以上的像素全部置為目標區域的255灰度值，在閾值以下的全部象素的灰度值置為背景區域的零。

5.如權利要求2所說的自動測試方法，其特征在于，所說的邊緣腐蝕方法為：每幀圖象的背景由于光線方向及照度的變化產生散粒噪聲，利用它在圖像中所占的面積比車輛所占的面積小很多的特點，通過邊緣腐蝕消除這些散粒噪聲的像素；根據其它物體圖像的大小及分布情況，進行一維或二維腐蝕消除任意個像素的寬度；所說的平滑濾波方法為：每幀圖像重心坐標所構成的序列是車輛運動軌跡，由于現場各種干擾造成計算出的運動軌跡有細節突變，必須對運動軌跡進行平滑濾波，即根據前后4個樣本點加權后的均值遞推得到當前坐標。

6.如權利要求2所說的自動測試方法，其特征在于，所說的車輛運動軌跡的方向編碼采用圖象象素與Kirsch邊緣算子的8個卷積核做卷積，可以得到每個核對特定邊緣方向的最大響應，所有8個方向中的最大值做為邊緣幅度圖像的輸出，最大響應核的序號構成了邊緣方向編碼，所說的重心運動軌跡用8自由度編碼得方向變化軌跡。

7.如權利要求2所說的自動測試方法，其特征在于，所說的停車模式判別方法為：在限定一域值內將相鄰兩幀圖像差分后二值化，看是否有灰度改變的像素，若沒有則間隔4幀后再做差分，如果還是沒有變化的像素則可以判定車輛停止。