[發(fā)明專利]一種柴油車尾氣煙度圖像識別系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN102737247A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 康宇;趙權(quán)有;洪順坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學技術(shù)大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06T7/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 李新華;盧紀

1.一種柴油車尾氣煙度圖像識別系統(tǒng)，其特征在于：包括車輛檢測單元、車牌照識別與處理單元、車輛速度和加速度測量單元、車輛尾氣監(jiān)測單元、中心數(shù)據(jù)處理單元，其中：

車輛檢測單元位于道路兩側(cè)兩組光發(fā)射器和光接收器組成，該單元安裝在檢測區(qū)的始端，當車輛行駛通過檢測區(qū)域是光發(fā)生器發(fā)出的光束就會被先后遮擋，為了提高檢測的精度，只要兩組光發(fā)射器其中的一組光束被遮擋，就說明有車輛將行駛通過檢測區(qū)域，對該車輛進行編碼、之后將相關(guān)信息傳送到中心數(shù)據(jù)處理單元；

車牌照識別與處理單元包括高清工業(yè)照相機、圖像采集卡、圖像識別與處理模塊，高清工業(yè)照相機安裝在車道的上方，圖像采集卡和圖像識別與處理模塊安裝在道路兩旁的計算機內(nèi)，當該單元啟動時，高清工業(yè)照相機采集車輛信息圖像，圖像采集卡將采集到圖像轉(zhuǎn)換成電腦可識別的圖像，圖像識別與處理模塊對圖像進行預處理，包括灰度處理、噪聲消除、邊緣提取，根據(jù)車牌照的特征采用數(shù)學形態(tài)學的方法準確定位車牌照在圖像中的位置，利用車牌照的像素特點與形態(tài)特點，分割出合理的車牌區(qū)域，將分割的車牌照，進行字符分割、識別、字符歸一，還原車完整的車牌信息，將此信息上傳到中心數(shù)據(jù)處理模塊；

車輛速度和加速度測量單元由智能抓拍照相機、光測距儀、圖像分析處理模塊組成，該單元安裝在車道的上方，將測試區(qū)道路的一邊作為坐標軸，以測試器的起點作為坐標的原點，沿著坐標軸的正方向，通過光測距儀，每隔s米設置一個坐標標識點，原點以及坐標表示點都能通過圖像分析處理模塊識別處理，當車輛檢測單元，識別到有機動車過來，啟動車輛速度與加速度測量單元，對行駛的車輛進行拍照，連續(xù)拍三張，將圖像傳給圖像分析處理模塊，圖像分析處理模塊在圖像中識別出坐標原點，坐標標識點以及車輛車牌照，之后計算車牌照的高度的中心做一條垂直道路的直線，之后計算坐標原點到這條直線的所有標識點，假定為N個點;通過這些數(shù)據(jù)就能知道機動車頭部距坐標原點距離L=N*s.智能抓拍照相機的頻閃周期為T，這樣就能計算出柴油車速度與加速度，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)上傳給中心數(shù)據(jù)處理單元；

車輛尾氣監(jiān)測單元由CCD攝像機、圖像采集卡、尾氣識別與處理模塊；CCD攝像機安裝在車道的一側(cè)，背景放置在車道的另一側(cè)，背景為白色的擋板，尾氣識別與處理模塊安裝在車道兩旁的計算機內(nèi)，CCD攝像機將路面上的柴油車狀態(tài)的相關(guān)信息通過視頻的方式記錄下來，并以連續(xù)幀圖像的形式出給尾氣識別與處理模塊，尾氣識別與檢測模塊接收來自視頻測量部分的連續(xù)10幀圖像，對圖像進行預處理；再根據(jù)柴油車尾氣的靜態(tài)、動態(tài)、顏色特征將圖像中的目標尾氣進行檢查、分割、提取，選擇最佳的五幀圖像，其靜態(tài)特征包括（1）擴散后具有一種“薄紗”效果，對背景產(chǎn)生遮蔽和模糊；（2）由于煙霧顆粒不斷向四周擴散，在圖像中表現(xiàn)為后大前小，其動態(tài)特征包括：（1）尾氣在排放過程中，是有內(nèi)部不斷翻滾變化的特性，尾氣與背景之間還會發(fā)生交替變化，圖像中變現(xiàn)為像素的變化；（2）尾氣具有形態(tài)不斷變化，能作為區(qū)分尾氣和一般性運動的物體的一種依據(jù)，將提取的最佳五幀圖像目標區(qū)域分別與背景區(qū)域進行相減，對相減后得到的目標進行濾波和填充處理，將處理后目標區(qū)域計算其平均灰度值或計算并提取最大、最小灰度值作為參考，經(jīng)計算后的結(jié)果與標準庫中的黑度級別進行對比，給出相應的黑度級別，上傳給中心數(shù)據(jù)處理單元；

中心數(shù)據(jù)處理單元，接收來自車輛檢測單元信息，判斷是否有車輛進入檢測區(qū)，當有車輛進入檢測區(qū)時，給車牌照識別與處理單元、車輛速度和加速度測量單元、車輛尾氣監(jiān)測單元發(fā)送啟動信號，對車輛進行檢測，同時，中心數(shù)據(jù)處理單元接收來自車牌照識別與處理單元、車輛速度與加速度測量單元、車輛尾氣監(jiān)測單元的檢測結(jié)果，對這些數(shù)據(jù)進行分析、處理，并將車輛的相關(guān)信息發(fā)送到遠程數(shù)據(jù)控制終端進行存儲。