曲線行駛檢測系統及其檢測方法技術方案

本發明專利技術公開了一種曲線行駛檢測系統及其檢測方法，系統包括標志牌、攝像機、圖像分析儀、傳輸網絡、服務器和客戶端；檢測方法：先記錄攝像機畫面，人工測量曲線彎道、訓練車的物理尺寸，完成坐標系標定；圖像分析儀持續接收攝像機捕獲的監控圖像并識別訓練車上的標志牌，通過已標定的坐標系推算出車輛的實際位置、姿態、輪廓范圍以及輪廓至標記線的最短距離，并在車輛輪廓跨越標記線時抓拍圖片；服務器通過傳輸網絡接收來自圖像分析儀的測量數據和圖片、視頻，并計算出訓練評分，駕駛員及教練員通過后端的客戶端對信息進行查詢或調閱視頻錄像，如此實現對駕駛員的有效培訓，提高駕培人員的學習效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種。
技術介紹
作為機動車駕駛員，曲線行駛是必須熟練掌握的駕駛技能之一。但是傳統駕駛員培訓時，學員一般以固定參照物進行訓練，導致實際上路后需要重新培養位置感和轉彎技巧。雖然可以通過在路面安裝一定數量的傳感器采集車輛位置，如中國技術201120277850. 8所采用的永磁鐵，或工程測距上常用的紅外線、激光、超聲波等，但是此類傳感器均只能在個別固定點位上感知，施工、維護復雜，整體造價也昂貴，并且仍需要聯動攝像機才能實現取證。無論學員學習還是教練員教學，主要都是基于視覺信息再做出判斷，因此基于機器視覺對曲線行駛整個動態過程進行檢測方式也是最易被接受的。中國技術201120489062. 5雖然介紹了一種用于駕駛員考試的直線邊距的視頻檢測裝置，但其核心為“圖像處理單元將得到的圖像分別映射到HSV和LAB色彩空間，并在各空間閾值化，形成直線像元，像元比較單元運用概率原理，對輸入像元進行統計，得出最符合右邊線特征的直線元，計算出此直線元的右邊距”。總所周知，這種方式在現實環境下很難具備可操作性，因為車輛自身存在多條直線像元，如車窗、頂棚等，同時背景環境也往往存在大量直線像元，如路緣石、花草樹木等，這種情況下，難以在像素層面將“車”從背景環境中提取出來，最終導致檢測不準確。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種，其可實現對訓練車進行曲線行駛過程中的定量分析，有利于訓練成果的實時監測和追蹤。為了解決現有技術中的這些問題，本專利技術提供的技術方案是—種曲線行駛檢測系統，它包括安裝在曲線行駛位附近的前端系統和部署在管理中心的后端系統，所述前端系統包括多臺主攝像機、圖像分析儀以及置于訓練車上的標志牌，后端系統包括服務器與客戶端，前端系統通過傳輸網絡連接后端系統，監控畫面覆蓋曲線行駛位區域的主攝像機用于攝錄庫位處訓練車的行駛狀況，與主攝像機相連的圖像分析儀持續接收主攝像機捕獲的監控圖像并壓縮成監控圖像，同時圖像分析儀監測車輛的運行姿態，圖像分析儀將監測結果與監控圖像發送至后端系統的服務器，客戶端可調用查看服務器內的監測結果與監控圖像。作為優化，所述多臺主攝像機固定于曲線行駛位上方的立桿上，各能夠俯視曲線彎道一段弧線區域。作為優化，，在每臺主攝像機的兩側還設有輔助攝像機，用于輔助補充捕捉庫位內訓練車的運行軌跡。作為優化，所述標記牌設置在車頂、發動機機頂蓋或者后備箱蓋上，所述標記牌上的標記圖形為若干標記點，標記點排列成具有固定夾角和唯一交點的特定線段。作為優化，主攝像機、輔助攝像機的機位旁均設有補光燈，所述補光燈的同步信號由主攝像機或者輔助攝像機給出，用于在光照過暗時進行頻閃式補光。本專利技術還提供了一種曲線行駛檢測方法，所述方法涉及系統包括安裝在曲線行駛位附近的前端系統和部署在管理中心的后端系統，所述前端系統包括多臺主攝像機、輔助攝像機、圖像分析儀以及置于訓練車上的標志牌，后端系統包括服務器與客戶端，前端系統通過傳輸網絡連接后端系統，監控畫面覆蓋庫位區域的主攝像機用于攝錄庫位處訓練車的行駛狀況，圖像分析儀與主攝像機、輔助攝像機相連，具體檢測方法包括以下步驟步驟S1:通過直接人工測量庫位長、寬尺寸，運行攝像機標定程序，實現圖像坐標系與世界坐標系的相互轉化；步驟S2 :圖像分析儀持續接收主攝像機捕獲的監控圖像，壓縮成視頻錄像，同時運行標志牌識別程序，獲取標志牌的位置和方向；步驟S3 :圖像分析儀根據攝像機標定結果和標志牌識別結果，運行車輛位置姿態檢測程序，獲得車輛的位置和姿態；結合已知的車輛尺寸，進而確定車輛輪廓范圍以及輪廓外邊線至車道邊界線的最短距離，并在車輛壓線時觸發主攝像機或輔助攝像機抓拍圖片；當圖像分析儀識別的標志牌從圖像的特定區域消失時，判定車輛駛離對應主攝像機覆蓋區域，圖像分析儀將分段用時等測量信息，連同抓拍圖片、視頻錄像均發送至服務器；步驟S4 :服務器收到各圖像分析儀發來的測量信息后，運行評分程序，獲得本次曲線行駛綜合評分；步驟S5 :學員或教練員通過客戶端訪問服務器，瀏覽、下載和打印曲線行駛相關評分、抓拍圖片以及視頻錄像。對于上述檢測方法，專利技術人同樣還有進一步的優化實施方案。作為優化，步驟S3中，在停車過程中車輛壓線或距離小于設定閾值時觸發主攝像機I或輔助攝像機2抓拍圖片并發送至圖像分析儀。作為優化，步驟S I中，進行攝像機標定時，(世界坐標系即車輛所在的現實世界的坐標系，由3個坐標軸X軸、Y軸、Z軸組成，圖像坐標系即攝像機所拍攝的平面圖像，由2個坐標軸U軸、V軸組成)，步驟SI中，進行攝像機標定時，所述攝像機標定程序的步驟為攝像機抓拍一幅圖像，以任意像素點為圖像坐標系原點，手動標記出本段曲線彎道路段四個車道邊界線端點的圖像坐標；標記圖像坐標系原點所在的物理位置點，并以此為世界坐標系原點，測量曲線彎道路段實際場地中車道邊界線四個端點的世界坐標；將四個庫位頂點的世界坐標和像素坐標代入圖像-世界坐標轉化線性方程組中，求解圖像-世界坐標轉化矩陣；將任意一個世界坐標系下某點坐標值代入圖像-世界坐標轉化矩陣已知的圖像-世界坐標轉化線性方程組，即可計算出該點對應的圖像坐標；在已知世界坐標高度的前提下，將任意一個圖像坐標代入圖像-世界坐標轉化矩陣已知的圖像-世界坐標轉化線性方程組，即可計算出該點對應的世界坐標；至此，完成攝像機標定。作為優化，步驟S2中進行標志牌識別的流程如下對圖像進行閾值分割，獲得分割后的圖像；對閾值分割后的圖像進行連通域提取，判斷連通域長、寬是否符合標志牌標記點圖形的長、寬設定值，如果符合，則標記該連通域；逐個判斷標記的連通域能否連接成和實際標記牌一致的形狀，包括標記點數量和標記點連線所成的夾角，如果可以，則視連通區域為標記點檢測圖形，否則舍棄該連通域；重復本步驟，直至遍歷所有連通域；以標記點檢測圖形為參考點，標識出其它附加字母和數字區域并識別，至此完成整個標志牌的識別。本檢測方法中步驟S3中進行車輛位置姿態檢測的步驟流程為將標志牌識別程序中獲取的標記點檢測圖形的圖像坐標代入攝像機標定程序的圖像-世界坐標轉化線性方程組中，即可獲得標記點檢測圖形的世界坐標；在世界坐標系中，將標記點檢測圖形按照標志牌標原始標記點圖形的排列規則連成存在交點的線段；在世界坐標系中，計算交點的坐標以及線段的夾角，交點坐標即為車輛位置，線段夾角即為車輛姿態。相對于現有技術中的方案，本專利技術的優點是1.本專利技術描述了一種，系統包括標志牌、攝像機、圖像分析儀、傳輸網絡、服務器和客戶端；檢測方法先記錄攝像機畫面，人工測量曲線彎道、訓練車的物理尺寸，完成坐標系標定；圖像分析儀持續接收攝像機捕獲的監控圖像并識別訓練車上的標志牌，通過已標定的坐標系推算出車輛的實際位置、姿態、輪廓范圍以及輪廓至標記線的最短距離，并在車輛輪廓跨越標記線時抓拍圖片；服務器通過傳輸網絡接收來自圖像分析儀的測量數據和圖片、視頻，并計算出訓練評分，駕駛員及教練員通過后端的客戶端對信息進行查詢或調閱視頻錄像，如此實現對駕駛員的有效培訓，提高駕培人員的學習效率；2.本專利技術完全基于視頻技術，不需要在場地上埋設其它傳感器，也不需要增加任何車載電氣設備，結構簡單，成本低廉；3.本專利技術直接基于視頻技術，支持對壓線等異常情況的圖片抓拍，取證方便。附圖說明下面結合附圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種曲線行駛檢測系統，其特征在于，它包括安裝在曲線行駛位附近的前端系統和部署在管理中心的后端系統，所述前端系統包括多臺主攝像機、圖像分析儀以及置于訓練車上的標志牌，后端系統包括服務器與客戶端，前端系統通過傳輸網絡連接后端系統，監控畫面覆蓋庫位區域的主攝像機用于攝錄庫位處訓練車的行駛狀況，與主攝像機相連的圖像分析儀持續接收主攝像機捕獲的監控圖像并壓縮成監控圖像，同時圖像分析儀監測車輛的運行姿態，圖像分析儀將監測結果與監控圖像發送至后端系統的服務器，客戶端可調用查看服務器內的監測結果與監控圖像。

【技術特征摘要】
1.一種曲線行駛檢測系統，其特征在于，它包括安裝在曲線行駛位附近的前端系統和部署在管理中心的后端系統，所述前端系統包括多臺主攝像機、圖像分析儀以及置于訓練車上的標志牌，后端系統包括服務器與客戶端，前端系統通過傳輸網絡連接后端系統，監控畫面覆蓋庫位區域的主攝像機用于攝錄庫位處訓練車的行駛狀況，與主攝像機相連的圖像分析儀持續接收主攝像機捕獲的監控圖像并壓縮成監控圖像，同時圖像分析儀監測車輛的運行姿態，圖像分析儀將監測結果與監控圖像發送至后端系統的服務器，客戶端可調用查看服務器內的監測結果與監控圖像。2.根據權利要求1所述的曲線行駛檢測系統，其特征在于，所述多臺主攝像機固定于曲線行駛位上方的立桿上，各能夠俯視曲線彎道一段弧線區域。3.根據權利要求2所述的曲線行駛檢測系統，其特征在于，在每臺主攝像機的兩側還設有輔助攝像機，用于輔助補充捕捉庫位內訓練車的運行軌跡。4.根據權利要求1所述的曲線行駛檢測系統，其特征在于，所述標記牌設置在車頂、發動機機頂蓋或者后備箱蓋上，所述標記牌上的標記圖形為若干標記點，標記點排列成具有固定夾角和唯一交點的特定線段。5.根據權利要求1或2或3所述的曲線行駛檢測系統，其特征在于，主攝像機、輔助攝像機的機位旁均設有補光燈，所述補光燈的同步信號由主攝像機或者輔助攝像機給出，用于在光照過暗時進行頻閃式補光。6.一種曲線行駛檢測方法，其特征在于，所述方法涉及系統包括安裝在曲線行駛位附近的前端系統和部署在管理中心的后端系統，所述前端系統包括多臺主攝像機、輔助攝像機、圖像分析儀以及置于訓練車上的標志牌，后端系統包括服務器與客戶端，前端系統通過傳輸網絡連接后端系統，監控畫面覆蓋庫位區域的主攝像機用于攝錄庫位處訓練車的行駛狀況，圖像分析儀與主攝像機、輔助攝像機相連，具體檢測方法包括以下步驟: 步驟S1:通過直接人工測量庫位長、寬尺寸，運行攝像機標定程序，實現圖像坐標系與世界坐標系的相互轉 化； 步驟S2:圖像分析儀持續接收主攝像機捕獲的監控圖像，壓縮成視頻錄像，同時運行標志牌識別程序，獲取標志牌的位置和方向； 步驟S3:圖像分析儀根據攝像機標定結果和標志牌識別結果，運行車輛位置姿態檢測程序，獲得車輛的位置和姿態；結合已知的車輛尺寸，進而確定車輛輪廓范圍以及輪廓外邊線至車道邊界線的最短距離，并在車輛壓線時觸發主攝像機或輔助攝像機抓拍圖片；當圖像分析儀識別的標志牌從圖像的特定區域消失時，判定車輛駛離對應主攝像機覆蓋區域，圖像分析儀將分段用時等測量信息，連同抓拍圖片...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚慶明，顧原，
申請(專利權)人：蘇州蘇迪智能系統有限公司，
類型：發明
國別省市：