[發明專利]一種基于視頻的運動車輛位置檢測方法

有效

• 申請號: 201810209492.3
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108426902B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 張海平;范美仁;徐來明
• 申請（專利權）人: 中廣核貝谷科技有限公司
• 主分類號: G01N23/10
• 分類號: G01N23/10
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 胡里程

1.一種基于視頻的運動車輛位置檢測方法，其特征在于：該檢測方法包括兩部分：(1)在視頻圖像中的一級、二級傳送帶位置分別勾畫閉合的電子圍欄A、電子圍欄B，電子圍欄大小與準確位置根據實際情況調試；當車輛通過檢測通道時，實時統計電子圍欄A、電子圍欄B區域內非零像素和，以時間為橫坐標，像素和為縱坐標形成“時間-像素和”函數圖，根據函數圖檢測車頭進入電子圍欄A的上升沿與車尾離開電子圍欄B的下降沿，根據上升沿、下降沿控制X射線出束的啟動與停止；(2)車輛前輪重心與傳送帶推桿水平距離檢測，用于二級傳送帶的啟動控制；

車頭進入電子圍欄A與車尾駛離電子圍欄B區像素和的上升沿與下降沿檢測算法中包括以下步驟：

步驟1.1：對攝像頭進行標定和校正；

步驟1.2：設置車頭進入檢測電子圍欄A、車尾離開檢測電子圍欄B；

步驟1.3：計算二幀差分圖像M1；

步驟1.4：對圖像M1先后進行3×3掩模腐蝕、5×5掩模膨脹、二值化處理，得到圖像M2；

步驟1.5：對圖像M2非零像素做線性規劃，找出頂點序列P1，P1，P3…Pn，對頂點序列進行連接，描繪成包絡圖，包絡圖像素值填充為255白色，得到車輛非零平面包絡區域；

步驟1.6：對平面包絡區域進入到電子圍欄A,B區域計算非零像素和，得到A,B區域非零像素和在時序上的“時間-像素和”函數圖像；

步驟1.7：實時對“時間-像素和”函數圖進行上升沿H和下降沿L的檢測，根據檢測得到的H、L信號發出控制X射線開啟關閉指令；

在拖車軌道傳送帶的啟停控制算法中，為確定拖車軌道二級傳送帶上的拖車擋板何時被啟用的問題，包括以下步驟；

步驟2.1：對攝像頭進行標定和校正；

步驟2.2：設置位置與傳送帶推桿位置重合的電子圍欄C；

步驟2.3：對車輛圖像進行高斯模糊，邊緣增強預處理，得到圖像N1；

步驟2.4：對圖像N1進行最小二乘擬合圓計算；輪胎滿足方程：

〔x-a〕²+〔y-b〕²＝r²........................................Ⅰ

因為存在隨機誤差，所以像素點P_i〔x_i，y_i〕不可能始終落在圓周上，它的誤差為：

其中，令u＝-2a，v＝-2b，w＝a²+b²-r²；

求解方程的問題轉化為以u,v,w未知量的多元函數極值問題，根據多元函數的極值條件可以求出u,v,w的值，進一步計算可得最小二乘擬合圓的圓心(a，b)和半徑r，運算公式如下：

其中，N是輪胎邊緣點的個數，F_i是關于u、v、w的函數的簡寫；

最小二乘擬合圓的圓心與半徑的求解滿足的極值條件F_i對自變量u、v、w的偏微分方程等于0，公式如下：

極值條件是：

通過Ⅲ、Ⅳ方程可以計算出擬合圓的圓心(a,b)和半徑r；

步驟2.5：計算圓心與擋板槽之間的水平像素距離當距離達到一定的閾值時，固定拖車擋板，啟動拖車軌道二級傳送帶指令，接力拖動待檢車輛繼續前行。