一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置制造方法
【專利摘要】一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，包括用于獲取大范圍監(jiān)控區(qū)域的視頻圖像的全景視覺傳感器和用于對視頻圖像進(jìn)行理解分析并進(jìn)行違章停車檢測的微處理器。高清攝像機(jī)通過視頻接口與微處理器連接，對道路上的車輛進(jìn)行實時視覺檢測，當(dāng)檢測到視覺檢測范圍內(nèi)存在有違章停車行為時，通過語音播放單元告知或警示違章停車司機(jī)不要違章停車，對于停車時間超過規(guī)定的時間閾值后，系統(tǒng)對該違章車輛進(jìn)行抓拍，并自動生成一條違章停車記錄。本發(fā)明采用以點代面的視頻圖像檢測方法來減少空間冗余，實現(xiàn)了輕量級的違章停車的視覺檢測。
【專利說明】一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于全景視覺傳感器技術(shù)、計算機(jī)視覺技術(shù)、圖像識別技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在智能交通領(lǐng)域中的應(yīng)用，尤其是道路違章停車檢測方面的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動車數(shù)量的激增，導(dǎo)致了交通需求增長過快而引發(fā)的諸如交通阻塞等一系列問題，其中機(jī)動車違法停車現(xiàn)象是造成交通阻塞的一個重要因素。
[0003]據(jù)交管部門調(diào)查，機(jī)動車違法停車主要有五大危害:一是違法停車成交通擁阻源頭。二是違法停車成刮蹭交通事故禍?zhǔn)?。?jù)統(tǒng)計，因違法停車引發(fā)的車輛刮蹭事故占這類事故的38%。三是違法停車成被盜目標(biāo)。四是違法停車成亂鳴號和車輛逆行誘因。五是違法停車成人行道通行障礙。
[0004]關(guān)于對違法停車進(jìn)行處罰涉及的法律主要是《行政處罰法》和2004年5月施行的《道路交通安全法》?！兜缆方煌ò踩ā酚腥齻€條款對違法停車進(jìn)行了規(guī)定。摘要如下:56條“機(jī)動車應(yīng)當(dāng)在規(guī)定地點停放。禁止在人行道上停放機(jī)動車；但是，依照本法第三十三條規(guī)定施劃的停車泊位除外。在道路上臨時停車的，不得妨礙其他車輛和行人通行?！?3條“在城市道路范圍內(nèi)，在不影響行人、車輛通行的情況下，政府有關(guān)部門可以施劃停車泊位。” 93條“對違反道路交通安全法律、法規(guī)關(guān)于機(jī)動車停放、臨時停車規(guī)定的，可以指出違法行為，并予以口頭警告，令其立即駛離。機(jī)動車駕駛?cè)瞬辉诂F(xiàn)場或者雖在現(xiàn)場但拒絕立即駛離，妨礙其他車輛、行人通行的，處二十元以上二百元以下罰款。
[0005]目前的處理方式是，機(jī)動車違法臨時停車，交警或城管人員將依法指出違法并予以口頭警告，責(zé)令違法停車人立即駛離；違法停車人拒絕立即駛離或拒不駛離，交警可現(xiàn)場給予處罰；機(jī)動車違法臨時停車駕駛?cè)瞬辉诂F(xiàn)場，交警將采取攝錄取證方式處罰，執(zhí)法交警離開攝錄現(xiàn)場前，違法停車人返回且認(rèn)可違法事實、愿意接受處罰，交警可當(dāng)場處罰；交警對違法臨時停車人不在現(xiàn)場采取攝錄取證方式處罰時，應(yīng)填寫《違法停車處理通知單》夾放在機(jī)動車前風(fēng)擋玻璃雨刷器下，選擇適當(dāng)角度拍攝顯示機(jī)動車牌號、已被放置《違法停車處理通知單》、違法停放地點禁停標(biāo)志或能明確違法停放地點標(biāo)志性物體、拍攝日期和時間等畫面照片，并應(yīng)及時將拍攝取證資料交交警支隊保存并據(jù)此對違法停車行為人實施處罰；交警攝錄取證資料交交警支隊前，違法停車行為人已到交警支隊接受處罰并對違法事實無異議，可根據(jù)《違法停車處理通知單》處罰；違法停車行為人對交通違法事實有異議，交管部門應(yīng)告知當(dāng)事人待攝錄資料錄入系統(tǒng)后再接受違法行為處理。違法停車處罰標(biāo)準(zhǔn)為:依據(jù)《道路交通安全法》規(guī)定，違法停放機(jī)動車適用非現(xiàn)場處罰，對司機(jī)或機(jī)動車所有人處200元罰款并記2分；違法臨時停車，司機(jī)拒不駛離，可適用現(xiàn)場處罰對司機(jī)處200元罰款并記2分；對非機(jī)動車違法停車行為人或車輛所有人予以警告或處20元罰款。
[0006]但是目前的違章停車處理執(zhí)法在技術(shù)方面存在著一些弊病，造成了政府執(zhí)法與群眾違法行為之間的對立，產(chǎn)生了社會的不和諧，引起了社會的高度關(guān)注。有些人提出“交通執(zhí)法的目的是為了引導(dǎo)市民遵守交通規(guī)則，應(yīng)以批評教育為主、處罰為輔，不能以罰代管，把罰款當(dāng)做創(chuàng)收手段?！庇钟行┤颂岢鰧Τ醮屋p微違章者，應(yīng)以批評教育和警告為主；對第二次輕微違章者，可嘗試罰款一半；對第三次輕微違章者，再全額罰款?！白岏{駛員感受到執(zhí)法者確實是為了維護(hù)交通秩序，而不是為了創(chuàng)收?！钡且獙崿F(xiàn)這個目標(biāo)很大程度上需要高新技術(shù)手段的支撐。
[0007]首先執(zhí)法者與停車違法者的主體都是人，面對著執(zhí)法者每天24小時監(jiān)視是否有違章停車不是一件容易的事，另外執(zhí)法者違法停車處理中要使得對停車違法者處理結(jié)果心月艮、口服，按照這種人性化的處理方式需要執(zhí)法者極大的努力與耐心，往往會超過執(zhí)法者的工作極限；另一方面，停車違法者心痛錢是一方面，更主要的是不理解交警的這種執(zhí)法方式。不少人認(rèn)為執(zhí)法人員的執(zhí)法行為存在多處程序違法:一、法律沒有禁止的，就是允許的，自己停放車輛處沒有明顯的禁停標(biāo)志，自己在那里停車無過錯；二，即使自己屬亂停車輛，執(zhí)法局在處罰過程中也應(yīng)按法定程序處理。上述問題的焦點是執(zhí)法人員和被處罰的當(dāng)事人的某一方缺位時所引起的；而每個違章停車事件發(fā)生時，要求執(zhí)法者與停車違法者都在現(xiàn)場，操作上是難以實現(xiàn)的。這里就需要一個中間代理，使得執(zhí)法者與試圖違章停車者之間的信息對稱。當(dāng)試圖違章停車者想停放車輛時中間代理能及時告知司機(jī)該處是不能停放車輛的，使得司機(jī)有知情權(quán)；中間代理繼續(xù)監(jiān)視，如果檢測到該被告知司機(jī)仍然無視勸告進(jìn)行違章停車，中間代理就進(jìn)行取證，以便后面根據(jù)事實進(jìn)行處罰，同時在檢測到有違章停車的第一時間內(nèi)各種網(wǎng)絡(luò)手段通知執(zhí)法人員盡快進(jìn)行處理，由于有了違章停車證據(jù)，即使執(zhí)法人員不在現(xiàn)場的情況下，也能由中間代理維護(hù)交通秩序，同時在技術(shù)手段上可保證給被處罰的司機(jī)有陳述和申辯機(jī)會。
[0008]因此，智能化地檢測違章停放的車輛，尤其是路邊違章停車檢測技術(shù)得到了政府相關(guān)部門的關(guān)注。對于全天候、高精度、智能化的違章停車檢測是一項具有挑戰(zhàn)性的研究工作。
[0009]隨著19世紀(jì)60年代，智能交通的興起，很多城市享受到了它帶給人們的便利和快捷，它帶來的可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益這已經(jīng)是不需爭議的事實。智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation System,簡稱ITS)將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計算機(jī)處理技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于整個運(yùn)輸管理體系，使人、車、路及環(huán)境密切配合、和諧統(tǒng)一，從而建立起一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實時、準(zhǔn)確、高效的綜合管理系統(tǒng)。
[0010]在智能交通系統(tǒng)的研究中，視頻檢測技術(shù)是新興起的技術(shù)，能夠克服傳統(tǒng)檢測技術(shù)的缺陷，具有很好的發(fā)展前景。視頻檢測技術(shù)具有以下優(yōu)點:1)檢測范圍廣；通常一臺攝像機(jī)可以對大面積道路上的違章車輛進(jìn)行檢測，能降低系統(tǒng)成本；2)路面友好，便于維護(hù)；攝像機(jī)安裝在道路的上方，因此安裝及維護(hù)不會對道路進(jìn)行損壞；3)可視化；能夠?qū)崟r圖像傳輸給管理者，實現(xiàn)監(jiān)控的功能；4)具有良好的先進(jìn)性、可擴(kuò)展性、可持續(xù)發(fā)展性等。因此，視頻停車檢測和分析技術(shù)是未來違章停車檢測技術(shù)發(fā)展的一種新趨勢。
[0011]中國發(fā)明專利，專利申請?zhí)?201310020965.2公開了一種檢測違章停車的方法，包括:檢測視頻圖像內(nèi)存在運(yùn)動圖像的區(qū)域；提取該運(yùn)動圖像的區(qū)域的特征點；如果所述提取的特征點與預(yù)先記錄的一組基準(zhǔn)特征點匹配成功，則確定存在違章停車。這種視頻違章停車檢測方法主要存在著計算量大和檢測精度不高等問題。[0012]中國發(fā)明專利，專利申請?zhí)?201310020978.X公開了一種違章停車檢測方法，包括步驟:指定采集的視頻序列中的每幀圖像的禁停區(qū)域；進(jìn)行前景檢測，檢測出前景中的目標(biāo)；跟蹤檢測到的目標(biāo)，判斷是否有目標(biāo)進(jìn)入所述禁停區(qū)域，是，則繪制禁停區(qū)域內(nèi)的顏色直方圖，否，則繼續(xù)判斷；監(jiān)測所述顏色直方圖的發(fā)生變化后持續(xù)的時長，判斷該時長是否大于預(yù)設(shè)時間，是，則判定在禁停區(qū)域內(nèi)有違章停車，否，則判定在禁停區(qū)域內(nèi)沒有違章停車。這種視頻違章停車檢測方法主要存在著計算量大和誤檢等問題，同時也不適用于道路上的違章停車檢測。
[0013]中國發(fā)明專利，專利申請?zhí)?201210011198.4公開了一種基于視頻監(jiān)控的違章停車檢測方法，包括:步驟1:利用碼本模型對相機(jī)拍攝的視頻序列進(jìn)行背景建模，采用背景減除法得到前景似然信息圖像；步驟2:濾除前景似然信息圖像中其它運(yùn)動目標(biāo)對待監(jiān)控車輛的干擾；步驟3:利用違章停車判決算法對前景似然信息圖像中的待監(jiān)控車輛進(jìn)行智能判決，當(dāng)待監(jiān)控車輛出現(xiàn)違?，F(xiàn)象時發(fā)出報警。這種視頻違章停車檢測方法主要存在著計算量大和道路背景建模困難等問題。
[0014]中國發(fā)明專利，專利申請?zhí)?200710164480.5公開了一種基于計算機(jī)視覺的違章停車檢測裝置，包括用于獲取監(jiān)控區(qū)域的視頻圖像的全方位視覺傳感器、用于抓拍違章停車車輛詳細(xì)局部圖像信息的快速球攝像機(jī)以及用于對視頻圖像進(jìn)行理解分析并進(jìn)行違章停車檢測的微處理器，微處理器通過大范圍監(jiān)控視覺傳感器與快速球攝像裝置之間的映射關(guān)系將該違章停車的車輛空間位置信息指示快速球攝像裝置對該違章車輛進(jìn)行抓拍，然后對所抓拍的違章整體圖像進(jìn)行車牌識別，得到該違章車輛的車牌號，接著通過語音播放單元警示違章停車司機(jī)不要違章停車，在警示勸說不起作用的情況下，系統(tǒng)自動生成一條違章停車記錄。這種視頻違章停車檢測方法主要缺陷是計算量大以及不適用于在道路上的違章停車檢測。
[0015]中國發(fā)明專利，專利申請?zhí)?201310004419.X公開了一種基于視頻的違章停車檢測方法及裝置，該方法通過獲取對待檢測區(qū)域進(jìn)行檢測的視頻信息，根據(jù)該視頻信息判斷當(dāng)前該待檢測區(qū)域是否存在運(yùn)動前景；當(dāng)該待檢測區(qū)域存在運(yùn)動前景時，進(jìn)行車輛識別獲取在該待檢測區(qū)域停放的車輛信息；按照設(shè)定的時間間隔獲取對待檢測區(qū)域進(jìn)行檢測的視頻信息，在該待檢測區(qū)域內(nèi)進(jìn)行車牌識別獲取在該待檢測區(qū)域內(nèi)停放的車輛的信息；根據(jù)每個時間間隔獲取的車輛信息，及設(shè)定的停車時間閾值，將滿足該閾值的車牌作為違章停車的車牌。這種視頻違章停車檢測方法主要缺陷也是計算量過大以及不適用于在道路上的違章停車檢測。
[0016]綜合上述已有技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的視覺檢測方法通常需要對攝像機(jī)獲得的整幅圖像進(jìn)行背景建模、灰度化處理、邊緣檢測或者前景檢測等全局性處理，這種對海量視頻數(shù)據(jù)處理方式勢必會影響到檢測的實時性，需要花費大量的存儲資源和計算資源；對于實現(xiàn)違停檢測裝置小型輕量化來說具有很大的難度。
[0017]為了實現(xiàn)對路邊違章停放車輛的快速檢測，及滿足檢測系統(tǒng)的小型化、低功耗和輕量級的需求，必須尋求一種檢測范圍廣、計算量小、抗干擾能力強(qiáng)的輕量級的違章停放車輛的檢測系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0018]本發(fā)明針對目前違章停車視頻檢測方法中存在的一些問題，提出了一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置。所采用的技術(shù)方案是:
[0019]一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，包括用于獲取監(jiān)控區(qū)域的視頻圖像的全景視覺傳感器和用于對視頻圖像進(jìn)行理解分析并進(jìn)行違章停車檢測的微處理器；所述的視覺傳感器通過所述的視頻接口與所述的微處理器連接，微處理器通過大范圍監(jiān)控全景視覺傳感器對道路上的車輛進(jìn)行實時視覺檢測，當(dāng)檢測到視覺檢測范圍內(nèi)存在有違章停車行為時，通過語音播放單元告知或警示違章停車司機(jī)不要違章停車，對于停車時間超過規(guī)定的時間閾值后，系統(tǒng)對該違章車輛進(jìn)行抓拍，并自動生成一條違章停車記錄，違章停車記錄中包含有違章車輛照片、違章時間和地點的違章停車記錄通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給交通管理部門的違章處理服務(wù)器，違章處理服務(wù)器對所抓拍的違章車輛整體圖像進(jìn)行車牌識另O，分析得到該違章車輛的車牌號，并按照違章處理單的格式要求自動生成違章停車處理單，最后提醒管理人員確認(rèn)處理；所述的微處理器包括:
[0020]全景圖像數(shù)據(jù)獲取模塊，用于讀取從全景攝像裝置獲取的視頻圖像信息；
[0021]全景視覺傳感器的標(biāo)定和路邊車道的定制模塊，用于定制所監(jiān)控的道路上的禁止停車區(qū)域并建立一種空間的實物圖像與所獲得的視頻圖像的對應(yīng)關(guān)系；
[0022]采樣點的自動生成、灰度值檢查及采樣點位置微調(diào)模塊，用于對定制好的路邊車道范圍內(nèi)自動生成空間均勻的采樣點，對生成的采樣點灰度值進(jìn)行一致性檢查，對偏離灰度值的采樣點進(jìn)行空間位置調(diào)整；
[0023]存在采樣點檢測單元，用于對路邊車道上的前景對象進(jìn)行檢測，具體采用背景差法從采樣點圖像中檢測出反映車輛在路邊車道空間分布狀況的存在采樣點；
[0024]靜止存在采樣點檢測模塊，用于檢測路邊車道上的靜止存在采樣點；利用存在采樣點和移動采樣點的時空關(guān)系，得到路邊車道上的反映靜止前景對象的靜止存在采樣點；
[0025]基于采樣點的違章車輛檢測模塊，用于檢測道路上存在著的違章停車車輛；對靜止存在采樣點進(jìn)行處理得到靜止存在塊，進(jìn)而對其進(jìn)行車輛模板的匹配，如果匹配成功就初步判定為在道路上存在有靜止車輛；如果檢測出道路上存在著靜止車輛，根據(jù)該靜止車輛的空間位置，檢測該靜止車輛的前方是否有靜止物體以及檢測靜止車輛在道路上的空間位置，如果靜止車輛處于道路的路邊附近以及靜止車輛前方不存在著靜止物體，并且該靜止車輛的停留時間超過規(guī)定的時間閾值，就判定為可疑的違章停放車輛；
[0026]違章車輛的身份識別模塊，用于識別違章停車的車輛車牌號并為后續(xù)依法對該車輛違章處理過程中違章車輛信息檢索的主鍵；該模塊運(yùn)行在交通管理部門的違章處理服務(wù)器上；
[0027]為了達(dá)到能監(jiān)視到監(jiān)控場景內(nèi)盡可能大的范圍視頻信息，本發(fā)明的一種解決方案是采用全景視覺傳感器，全景視覺傳感器由兩片成夾角的鏡面以及鏡頭正朝著鏡面的攝像機(jī)構(gòu)成；兩片鏡面之間的夾角為180° -2 Y，兩片鏡面在正視圖上的寬度值為W、在側(cè)視圖上的高度值為R，兩片鏡面的寬度值W和高度值R位于攝像機(jī)的成像范圍內(nèi)；在側(cè)視圖上，所述攝像機(jī)的中心軸與所述立桿的中心軸成Π角度，鏡面與道路側(cè)的水平面方向成ε角度；在正視圖上，鏡面與所述立桿的角度為90° - Y，攝像機(jī)的中心軸與立桿的中心軸平行，攝像機(jī)的焦距為f ;
[0028]全景視覺傳感器的安裝高度為H，路面沿道路方向的視覺范圍為L，兩片鏡面之間的夾角180° -2 Y，公式(I)為H、L值與Y的關(guān)系，
[0029]y = (tan^ (L / Η)_ωΜΧΧΗ) / 2 (I)
[0030]式中，Y表示鏡面與水平面的夾角，L為全景視覺傳感器的沿水平面方向道路上的視覺長度，H為全景視覺傳感器的安裝高度，ω_為攝像機(jī)的最大視角。
[0031]進(jìn)一步，所述攝像機(jī)的最大視角ω_為45°，全景視覺傳感器的安裝高度H為3米，全景視覺傳感器的沿道路方向上的視覺長度L大于200米，通過公式(I)求得鏡面與水平面的夾角Y為32° ,鏡面的長度大于W2Xcos(Y)，每片鏡面的寬度大于Rcos( ε-η)，
ε為鏡面與道路側(cè)的水平面方向的夾角，η為攝像機(jī)中心軸與立桿中心軸之間的夾角；
[0032]為了獲得盡可能大的視頻檢測范圍信息，本發(fā)明的另一種解決方案是采用普通的視覺傳感器，將視覺傳感器配置在路邊車道的上方10米左右處，與路邊車道方向平行，向下斜對準(zhǔn)路邊車道，同時視覺傳感器的成像平面的水平軸與地平面平行，這樣也能獲得狹長范圍路邊車道的視頻信息；
[0033]所述的全景視覺傳感器的標(biāo)定和路邊車道的定制模塊，用于對攝像機(jī)標(biāo)定，確定二維成像平面和三維空間坐標(biāo)點的映射關(guān)系。另外，對違章停車區(qū)域進(jìn)行定制，方便后續(xù)的處理。對于道路上的違章停車，違章車輛都停在路邊車道上，因此對于道路上的違章停車檢測，本發(fā)明中將違章停車的關(guān)注區(qū)域定制在路邊車道上；違章停車區(qū)域的定制方法為:首先從視覺傳感器獲得的圖像中根據(jù)路邊車道標(biāo)記在路邊車道的近處垂直于路邊車道方向上選擇兩個路邊車道邊緣點，接著在路邊車道的遠(yuǎn)處垂直于路邊車道方向上選擇兩個路邊車道邊緣點，將這四個邊緣點進(jìn)行連接構(gòu)成路邊車道檢測區(qū)域；最后對所述的視覺傳感器進(jìn)行標(biāo)定；
[0034]這里采用奇次坐標(biāo)對視覺傳感器進(jìn)行標(biāo)定，計算公式如式(2)所示，
【權(quán)利要求】
1.一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，其特征在于:所述的一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，包括用于獲取監(jiān)控區(qū)域的視頻圖像的全景視覺傳感器和用于對視頻圖像進(jìn)行理解分析并進(jìn)行違章停車檢測的微處理器；所述的全景視覺傳感器通過所述的視頻接口與所述的微處理器連接，微處理器通過大范圍監(jiān)控全景視覺傳感器對道路上的車輛進(jìn)行實時視覺檢測，當(dāng)檢測到視覺檢測范圍內(nèi)存在有違章停車行為時，通過語音播放單元告知或警示違章停車司機(jī)不要違章停車，對于停車時間超過規(guī)定的時間閾值后，系統(tǒng)對該違章車輛進(jìn)行抓拍，并自動生成一條違章停車記錄，違章停車記錄中包含有違章車輛照片、違章時間和地點的違章停車記錄通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給交通管理部門的違章處理服務(wù)器，違章處理服務(wù)器對所抓拍的違章車輛整體圖像進(jìn)行車牌識別，分析得到該違章車輛的車牌號，并按照違章處理單的格式要求自動生成違章停車處理單，最后提醒管理人員確認(rèn)處理；所述的微處理器還包括: 全景圖像數(shù)據(jù)獲取模塊，用于讀取從全景視覺傳感器獲取的視頻圖像信息； 全景視覺傳感器的標(biāo)定和路邊車道的定制模塊，用于定制所監(jiān)控的道路上的禁止停車區(qū)域并建立一種空間的實物圖像與所獲得的視頻圖像的對應(yīng)關(guān)系； 采樣點的自動生成、灰度值檢查及采樣點位置微調(diào)模塊，用于對定制好的路邊車道范圍內(nèi)自動生成空間均勻的采樣點，對生成的采樣點灰度值進(jìn)行一致性檢查，對偏離灰度值的采樣點進(jìn)行空間位置調(diào)整； 基于采樣點的道路背景建模模塊，用于對路邊車道背景進(jìn)行建模； 存在采樣點檢測單元，用于對路邊車道上的前景對象進(jìn)行檢測，具體采用背景差法從采樣點圖像中檢測出反映車輛在路邊車道空間分布狀況的存在采樣點； 靜止存在采樣點檢測模塊，用于檢測路邊車道上的靜止存在采樣點；利用存在采樣點和移動采樣點的時空關(guān)系，得到路邊車道上的反映靜止前景對象的靜止存在采樣點； 基于采樣點的違章車輛檢測模 塊，用于檢測道路上存在著的違章停車車輛；對靜止存在采樣點進(jìn)行處理得到靜止存在塊，進(jìn)而對其進(jìn)行車輛模板的匹配，如果匹配成功就初步判定為在道路上存在有靜止車輛；如果檢測出道路上存在著靜止車輛，根據(jù)該靜止車輛的空間位置，檢測該靜止車輛的前方是否有靜止物體以及檢測靜止車輛在道路上的空間位置，如果靜止車輛處于道路的路邊附近以及靜止車輛前方不存在著靜止物體，并且該靜止車輛的停留時間超過規(guī)定的時間閾值，就判定為可疑的違章停放車輛。
2.如權(quán)利要求1所述的一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，所述的全景視覺傳感器由兩片成夾角的鏡面以及鏡頭正朝著鏡面的攝像機(jī)構(gòu)成；兩片鏡面之間的夾角為180° -2 Y，兩片鏡面在正視圖上的寬度值為W、在側(cè)視圖上的高度值為R，兩片鏡面的寬度值W和高度值R位于攝像機(jī)的成像范圍內(nèi)；在側(cè)視圖上，所述攝像機(jī)的中心軸與所述立桿的中心軸成Π角度，鏡面與道路側(cè)的水平面方向成ε角度；在正視圖上，鏡面與所述立桿的角度為90° - Y，攝像機(jī)的中心軸與立桿的中心軸平行，攝像機(jī)的焦距為f ； 全景視覺傳感器的安裝高度為H，路面沿道路方向的視覺范圍為L，兩片鏡面之間的夾角180° -2Y，公式(I)為H、L值與Y的關(guān)系，y = (tan^ (L / Η)-ωΜχΧΗ) / 2 (I) 式中，Y表示鏡面與水平面的夾角，L為全景視覺傳感器的沿水平面方向道路上的視覺長度，H為全景視覺傳感器的安裝高度，ω_為攝像機(jī)的最大視角。進(jìn)一步，所述攝像機(jī)的最大視角《_為45° ,全景視覺傳感器的安裝高度H為3米,全景視覺傳感器的沿道路方向上的視覺長度L大于200米，通過公式(I)求得鏡面與水平面的夾角Y為32° ,鏡面的長度大于W2Xcos(Y)，每片鏡面的寬度大于Rcos( ε-η)，ε為鏡面與道路側(cè)的水平面方向的夾角，H為攝像機(jī)中心軸與立桿中心軸之間的夾角。
3.如權(quán)利要求1所述的一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，所述的全景視覺傳感器采用高清攝像機(jī)，將高清攝像機(jī)配置在路邊車道的上方10米左右處，與路邊車道方向平行，向下斜對準(zhǔn)路邊車道，同時高清攝像機(jī)的成像平面的水平軸與地平面平行，這樣也能獲得狹長范圍路邊車道的視頻信息。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，所述的全景視覺傳感器的標(biāo)定和路邊車道的定制模塊，用于對攝像機(jī)標(biāo)定和違章停車區(qū)域的定制，確定二維成像平面和三維空間坐標(biāo)點的映射關(guān)系；違章停車區(qū)域的定制方法為:首先從所述的全景視覺傳感器獲得的圖像中根據(jù)路邊車道標(biāo)記在路邊車道的近處垂直于路邊車道方向上選擇兩個路邊車道邊緣點，接著在路邊車道的遠(yuǎn)處垂直于路邊車道方向上選擇兩個路邊車道邊緣點，將這四個邊緣點進(jìn)行連接構(gòu)成路邊車道檢測區(qū)域；最后對所述的全景視覺傳感器進(jìn)行標(biāo)定； 這里采用奇次坐標(biāo)對所述的全景視覺傳感器進(jìn)行標(biāo)定，計算公式如式(2)所示，
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，所述的采樣點的自動生成、灰度值檢查及采樣點位置微調(diào)模塊，用于對定制好的路邊車道自動生成空間均勻的采樣點，對生成的采樣點灰度值進(jìn)行一致性檢查，對偏離灰度值的采樣點進(jìn)行空間位置調(diào)整；通過所述的全景視覺傳感器的標(biāo)定，建立了空間道路上的點與圖像平面上的像素點的映射關(guān)系；通過該映射關(guān)系在空間道路上均勻生成采樣點，即在圖像平面上生成的采樣點投影到實際空間道路上的間隔為0.5米； 進(jìn)一步，進(jìn)行定制的采樣點灰度值檢查，在定制路邊車道以及路邊車道上的采樣點后，考慮到通過圖像處理技術(shù)要將采樣點進(jìn)一步區(qū)分為存在采樣點和非存在采樣點，區(qū)分這兩者是通過采樣點的灰度閾值進(jìn)行的；道路上的灰度值基本上是趨于一致的，因此統(tǒng)計在沒有車輛情況下路邊車道上的所有采樣點的灰度值并求其平均值
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，所述的存在采樣點檢測單元，用于對路邊車道上的前景對象進(jìn)行檢測；具體實現(xiàn)方法是，采用背景差法從采樣點圖像中檢測出tn時刻的存在采樣點，提取出代表前景對象在路邊車道空間分布的存在采樣點；滿足
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，所述的靜止存在采樣點檢測模塊，用于檢測路邊車道上的靜止存在采樣點；檢測原理是，首先采用幀間差算法從圖像序列中檢測出移動存在采樣點，然后根據(jù)存在采樣點和移動存在采樣點計算得到靜止存在采樣點，其檢測流程如下:Stepl:對同一場景下不同時刻拍攝的圖像進(jìn)行差分能得到兩幅圖像中的變化部分的像素點，即得到差分圖像，計算方法如式(5)所示:
Zln=Xn-Xn-α (5) 式中，X1^PXnI分別為、和tn_a時刻的采樣圖像中的各采樣點的灰度值，Zln為差分圖像，這里稱為第一差分圖像，它表示了經(jīng)歷了 a時間后的道路上各采樣點變化情況；在第一差分圖像中包括了采樣點的兩種狀態(tài)的變化情況，即從「I」到「O」或者從「O」到「I」的變化，要確認(rèn)是否是移動存在采樣點，還需要觀測&和tn+a時刻的采樣圖像中的各采樣點的灰度的變化情況，即得到第二差分圖像，計算方法如式(6)所示；
An=Xn+ a _Xn( 6 ) 式中，Xn+a和tn+a時刻的采樣圖像中的各采樣點的灰度值，Z2n為差分圖像，這里稱為第二差分圖像，表示了經(jīng)歷了 a時間后的道路上各采樣點變化情況； Step2:分別用閾值THl對第一差分圖像Zln和用閾值TH2對第二差分圖像Z2n進(jìn)行處理，分別得到第一特征提取圖像Tln和第二特征提取圖像T2n ； Step3:對第一特征提取圖像Tln和第二特征提取圖像T2n進(jìn)行與運(yùn)算，利用公式(7)求得圖像中的移動存在采樣點陣列； Yn=TlnAT2n (7) Step4:將存在采樣點二值化圖像F1^P移動存在采樣點的二值圖像￥?作差運(yùn)算，利用公式(8)計算出靜止存在采樣點的二值圖像Sn ；
Sn=Fn-Yn (S)0·
8.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，所述的基于采樣點的違章車輛檢測模塊，用于檢測道路上存在著的違章停車車輛；檢測算法的思想是，先對靜止存在采樣點進(jìn)行處理得到靜止存在塊，然后對其進(jìn)行車輛模板的匹配，如果匹配成功就初步判定為在道路上存在有靜止車輛；如果檢測出道路上存在著靜止車輛，根據(jù)該靜止車輛的空間位置，檢測該靜止車輛的前方是否有靜止物體以及檢測靜止車輛在道路上的空間位置，如果靜止車輛處于道路的路邊附近以及靜止車輛前方不存在著其他任何靜止物體，并且該靜止車輛的停留時間超過規(guī)定的閾值，就判定為可疑的違章停放車輛； 進(jìn)一步，對路邊車道空間分布的靜止存在采樣點圖像Sn以車輛模型進(jìn)行濾波處理，去掉一些孤立的非靜止存在采樣點以及其他干擾，得到反映車輛暫時停止或滯留的靜止存在塊；這里主要對公式(8)計算得到的靜止存在采樣點圖像Sn進(jìn)行濾波處理，濾波處理及違章停車車輛檢測算法如下: Stepl:設(shè)定車輛模板的大小，采用3X5的模板，即車輛在橫向方向上占有3個采樣點、在車輛的縱向方向上占有5個采樣點，設(shè)置判定閾值； Step2:用車輛模板對靜止存在采樣點圖像Sn中的路邊車道區(qū)域從路邊車道的一端到路邊車道的另一端進(jìn)行遍歷，遍歷過程中如果檢測出與某個區(qū)域存在有50%以上的靜止存在采樣點就判定該區(qū)域為靜止車輛；如果存在著靜止車輛，暫時保存靜止車輛所處的空間位置信息和發(fā)生時間，同時對路邊車道區(qū)域內(nèi)的靜止車輛進(jìn)行計數(shù)，得到計數(shù)值Count ；Step3:判斷Count=O條件是否滿足,如果滿足,清除在存儲單元中保存的靜止車輛記錄，轉(zhuǎn)到Step6 ； Step4:判斷Count=I條件是否滿足,如果不滿足轉(zhuǎn)到Step5,否則以暫時保存靜止車輛所處的空間位置信息為匹配條件，檢查在存儲單元中是否已經(jīng)有該靜止車輛的記錄；如果存在著有對應(yīng)記錄，得到記錄中的發(fā)生時間1\。。，根據(jù)系統(tǒng)時鐘時間Tsys計算該靜止車輛的靜止持續(xù)時間Ttm=Tsys-T^ ;如果Ttm〈TalOT，系統(tǒng)自動播放“請不要在車道上停留”的勸告語；如果Talmi ( Ttur<Tvi0,系統(tǒng)自動播放“車道上嚴(yán)禁停車，否則將按道路交通安全法進(jìn)行處罰”的警告語；如果TtmXTvi。，系統(tǒng)自動播放“你的違章停車行為已經(jīng)違反了道路交通安全法，相關(guān)部分將按道路交通安全法進(jìn)行處罰”的警告語，并自動抓拍違章車輛的圖像，將抓拍圖像與違章記錄保存到一條違章記錄中，違章記錄中包括了違章停車的時間、地點和抓拍圖像，并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給交通管理部門的違章處理服務(wù)器，以便于在交通管理部門中的違章處理服務(wù)器內(nèi)的違章車輛的身份識別模塊進(jìn)行處理；轉(zhuǎn)到Stepe ； Step5:判斷為由于道路擁堵或者交通事故所造成的靜止車輛的存在，抓拍現(xiàn)場圖像發(fā)送給相關(guān)部門進(jìn)行確認(rèn)處理； Step6:程序結(jié)束。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種輕量級的基于全景視覺的違章停車檢測裝置，所述的基于采樣點的道路背景建模模塊，用于對路邊車道背景進(jìn)行建模；由于在定制采樣點時在路邊車道上均勻地定制了采樣點，背景差分法可用于檢測存在采樣點，但背景差分法要求獲取可靠的、穩(wěn)定的采樣點背景灰度值；道路定制區(qū)域的采樣點受光照、天氣等外界環(huán)境變化的影響比較大，需要對采樣點背景灰度值進(jìn)行實時更新；這里采用距離存在采樣點最近的非存在采樣點的灰度值來更新存在采樣點的背景，實現(xiàn)一種輕量級、精準(zhǔn)高效的背景更新方法，更新算法如公式(16)所示，
【文檔編號】G08G1/017GK103824452SQ201310598319
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】湯一平, 王輝, 俞立, 吳越, 黃磊磊, 蔡國寧, 徐邦振, 劉森森, 楊昭 申請人:銀江股份有限公司, 浙江工業(yè)大學(xué)