[發明專利]基于計算機視覺的無人值守過磅系統

在審

• 申請號: 202110228387.6
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113029311A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 馬世歡;陸劍;李偉;梁碩;周偉明;張今
• 申請（專利權）人: 河南工業職業技術學院
• 主分類號: G01G19/02
• 分類號: G01G19/02;G06K9/00;G06T7/246;G06N3/04
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明提供基于計算機視覺的無人值守過磅系統，涉及過磅技術領域。該無人值守過磅系統的應用，簡化了工作流程，不需要專人輪班值守，減少了過磅所需的用人成本；系統全自動稱重，不受工作環境、時間、用人的影響，減少了每輛車的稱重時間，提高了工作效率；使用嵌入式andro i d設備代替臺式機，工控盒代替機房，節省空間的同時降低了對系統部署的要求；使用計算機視覺技術代替傳感器，物聯網技術代替串口通信，降低了系統安裝和調試的工作量，減少了硬件設備數和布線材料，降低了成本；在云保存過磅數據，方便與其他系統整合和消除信息化死角。采用物聯網技術，提高了系統的可擴展性。

技術領域

本發明涉及過磅技術領域，具體為基于計算機視覺的無人值守過磅系統。

背景技術

地磅，英文為truck scales，也被稱為汽車衡，設置在地面上的大磅秤，通常用來稱卡車的載貨噸數。是廠礦、商家等用于大宗貨物計量的主要稱重設備。地磅按秤體結構可分為：工字鋼地磅、T型梁地磅、L梁鋼地磅、U型鋼地磅、槽鋼地磅、鋼筋混凝土地磅；按傳感器類型可分為數字式地磅、模擬式地磅。

目前廣泛使用的無人值守的過磅系統，通過傳感器取代人的判斷，從而實現無人操作。工作時無需工作人員管理，系統自動進行稱重工作。無人值守系統的工作流程如下：(1)發卡:系統管理員先根據卡號填寫相應的信息,如駕駛員姓名、車號、貨名等，然后發卡，并將該信息輸入到系統中。(2)自動稱重:帶有射頻卡的汽車開近秤臺后，電腦檢測到汽車的到來，在驗證其為有效卡后，欄桿機自動開啟，允許汽車開上秤臺；汽車開上秤臺后，光幕檢測到收尾信號，攔道器自動放下，禁止下一輛車開上秤臺；車輛停穩后，電腦記錄下車輛的重量，同時抓拍到車輛的圖像存入電腦，作為以后復察的依據；如果接有打印機，則打印出磅單，此時出口欄桿機抬起，讓已過磅的車輛通過；出口欄桿機落下，一次稱重完畢。

該系統的問題：系統的安裝比較耗時，需要將各個傳感器通過串口連接到電腦，布線復雜，施工時間長，并且后期的維護比較麻煩；需要現場有固定的房間來放置電腦和控制柜，占用空間大。需要額外的發卡操作，且卡的管理繁瑣。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了基于計算機視覺的無人值守過磅系統，解決了過磅系統效率低，安裝復雜，系統不易維護和系統占用空間大的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：基于計算機視覺的無人值守過磅系統，包括稱重數據采集模塊、車輛運動跟蹤模塊、車牌識別模塊、計算機主控模塊四大子系統，稱重數據采集模塊負責采集車輛稱重平臺上的實時稱重數據；車輛運動跟蹤模塊負責采集車輛通過地磅的狀態信息，包括車輛的運動狀態和位置；車牌識別模塊負責車輛的車牌識別；系統的核心部分是計算機主控模塊，負責整個系統的協調工作和數據的上傳到云。

優選的，所述稱重數據采集模塊負責實時采集稱重平臺上的數據，然后通過Mqtt協議發布到物聯網平臺，計算機主控模塊會訂閱該消息，從而獲得重量數據。其主要組成部分有稱重傳感器和物聯網芯片。稱重傳感器是把測重平臺的模擬信號轉換成相應比例的數字信號輸出，做為整個系統中最重要的基礎部件。

優選的，所述車輛運動跟蹤模塊負責采集車輛通過地磅的狀態信息，包括車輛的運動狀態和位置，并將該信息傳遞給計算機主控模塊，便計算機主控模塊進行后續的工作，跟蹤模塊和計算機主控模塊都部署在安裝了android系統的嵌入式設備上，它利用設備自帶的攝像頭采集圖像信息，并使用卷積神經網絡的對象檢測算法來確定車輛的位置。

優選的，所述車牌識別功能模塊負責保存車牌圖片并識別車牌，車牌識別功能模塊和物聯網平臺都部署在一個樹莓派設備上，當車輛上磅并停穩后，根據車輛的運動的方向，從2個wifi攝像頭中的一個獲取車牌信息，然后利用計算機視覺算法識別出車牌，并將該信息傳遞給計算機主控模塊，便計算機主控模塊進行后續的工作。