一种货车超限检测系统及方法

本发明涉及货车超限检测，具体为一种货车超限检测系统及方法。

背景技术：

1、近年来，随着经济的快速发展，我国公路的建设规模越来越大，公路运输量也逐年增加，然而，由于运输业主为了追求利润，随意改装车辆致使货车超限超载已成为普遍现象，严重危及人民安全和国家财产安全，货车超限运输是当前道路治理的重点，超限运输会使道路以及桥梁使用寿命缩短，破坏公路路面，容易引起交通事故，降低公路运输效率，交通部门维修路面耗资巨大，施工难度高，因此治理货车超限超重现象势在必行。

2、目前，货车高速超限治理办法主要为，在货车驶入高速路收费站前，先进入超限检测站，配合国家执法人员进行车辆检测，需要大量的人力，效率低，由于检测时间长，极容易引起车辆堵塞，由于需要人工参与，无法保证全天治理超限。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种货车超限检测系统及方法能够高效的监管货车超限超载情况。

2、为实现上述高效的监管货车超限超载的目的，本发明提供如下技术方案：一种货车超限检测系统及方法，包括车牌识别装置、动态称重装置、车辆长高检测装置、车轴检测装置、车轴检测摄像头清洗装置、信息显示装置、预警装置、播报系统和控制中心。

3、所述车牌识别装置用于识别车辆的前后车牌，包括车头车牌识别摄像头、车牌显示屏、车尾车牌识别摄像头。

4、所述动态称重装置用于检测车辆的重量，内部设置有石英式动态称重传感器。

5、所述车辆长高检测装置用于检测车辆的长度和高度，包括倒l型监控杆、激光传感器、i型监控杆、激光传感器、倒l型监控杆、激光传感器。

6、所述车轴检测装置用于检测车辆的轴型及分布，包括车轴检测摄像头、光电传感器、i型监控杆。

7、所述检测系统的最后方设置有车辆信息显示屏，车辆信息显示屏用于显示被检测车辆的基本信息已经检测结果。

8、所述车轴检测摄像头清洗装置用于清理用于车轴检测的摄像头，包括小雨刷器、车轴摄像头保护装置以及小水枪。

9、所述控制中心用于存放检测车轴类型及分布的pp-yoloe模型和检测车辆的各类数据，并与国家标准进行比较，电源模块为各个装置提供电压，信息显示装置用于显示当前车辆的信息、预警装置及播报系统用于确定车辆超限后的警告。将国家制定的超限车辆认定标准按照主轴为1，从轴为2的原则存入列表中作为键，总质量限制作为值的形式存入数据库中，方便与称重装置上传的数据进行对比。

10、所述车头车牌识别摄像头与车尾车牌识别摄像头分别安装在车牌显示屏的前后，所述动态称重装置设于车牌识别装置与倒l型监控杆之间，所述倒l型监控杆安装的激光传感器用于检测车辆的高度，激光传感器和激光传感器用于检测车辆的长度，i型监控杆安装的光电传感器用于检测车轮数目，所述车轴检测摄像头设于倒l型监控杆和i型监控杆之间。

11、优选的，车牌识别装置、车辆长高检测装置、动态称重装置、车轴检测装置的输出端与控制中心连接，控制中心的输出端与信息显示装置、预警装置、播报系统连接，车轴检测摄像头清洗装置与车轴检测装置连接，控制中心通过接收车牌识别装置、车辆长高检测装置、动态称重装置、车轴检测装置上传的数据与国家车辆超限规定标准进行判别。

12、优选的，具体实施步骤如下:在货车进入高速路口时，货车需进行高速路口前的超限检测，货车在不停车的情况下，低速通过车牌识别装置、车辆长高检测装置、动态称重装置、车轴检测装置检测区域，系统会自动检测货车通过时间、货车载重量、车牌以及货车车辆的高、长、车轴数量、车轴类型和车轴分布在内的有效货车数据，并将货车车辆检测数据上传到控制中心；

13、当车辆行驶进超限检测区域并驶入车牌识别装置时，装置会对货车的前后车牌进行检测和识别并将检测到的数据上传控制中心；

14、当车辆行驶进超限检测区域并驶入动态称重装置时，货车低速匀速通过传感器，货车通过后，仪表会获得称重信息，并上传到控制中心；

15、当车辆行驶进超限检测区域并驶入车辆长高检测装置时，装置会对车辆的长度和高度进行检测并检测数据上传控制中心；

16、当车辆行驶进超限检测区域并驶入车轴检测装置时，装置会对货车车轴的数目、车轴类型及不同车轴的分布位置进行检测并将检测到的数据上传控制中心；

17、控制中心通过不同检测装置上传的数据与国家规定的车辆超限标准进行判断车辆是否超限，当车辆超限时，控制中心会向信息展示装置发送车辆的长、高和重量信息，启动预警装置和播报系统，提醒司机接受执法人员的处罚并及时处理车辆的超限行为。

18、优选的，车牌识别装置设置有补光灯，当车辆驶入超限检测区域时车头车牌识别摄像头和车尾车牌识别摄像头获取车辆行驶时的车牌图像后。对图像进行预处理操作，包括图像灰度化等。将彩色图像转换为灰度图像可以降低图像噪声和提高图像处理速度，便于实时获取车牌号。进行车牌定位，根据特定的车牌颜色、形状、比例等特征，结合训练好的cnn模型，确定车牌在图像中位置。然后通过cnn模型对车牌进行字符切割，将每个字符单独提取出来。准确的字符切割能够保证后续字符识别的准确性。最后使用机器学习算法，如支持向量机、神经网络等算法进行字符识别并将识别到的车牌信息发送到车牌显示屏。

19、优选的，将称重传感器安装在地面或者地面上方的悬挂装置上，确保传感器与车辆接触并且传感器稳定不移动。传感器与数据采集器连接，确保连接稳定并且数据采集器正常工作。车辆匀速经过传感器上方，让其通过传感器。传感器会测量车辆通过时的重量，并将数据传输给数据采集器。重量计算公式：重量 = 传感器测量的力 / 重力加速度。其中，传感器测量的力指的是车辆通过传感器时所产生的力，重力加速度一般取9.8m/s²。

20、优选的，倒l型的监控杆与倒l型的监控杆的横杆长为3m，竖杆长为4m，且两监控杆相距为s=10m。设于倒l型监控杆横杆1.5m位置的3个激光传感器用于检测车辆的高度。通过倒l型的监控杆竖杆的高度减去激光传感器返回的距离可以计算出车辆的高度，多次记录计算出的车辆高度，取最大值作为最后的车辆高度。同时记录车辆通过传感器的时间t1，用于后续车辆长度的计算。设于倒l型监控杆横杆1.5m位置的激光传感器用于检测车辆通过时间t2。根据s、t1和t2计算出车辆的速度v。当设于i型监控杆竖杆距地面2m处的2个激光传感器返回的距离小于50cm后，说明有车辆进入检测装置。记录当前车辆通过传感器的时间t3，当激光传感器返回的距离大于50cm后，说明车辆已经通过检测装置。记录当前车辆通过传感器的时间t4。根据t3、t4和v即可计算出车辆长度。

21、优选的，车轴检测装置设置有补光灯，光电传感器放置于i型监控杆的内侧用于检测车辆的车轮数，车轮数等同于车轴数目，当检测到车辆进入超限检测区域后设于倒l型监控杆与i型监控杆之间的车轴检测摄像头升起并且补光灯打开，然后车轴检测摄像头拍照记录车底同时将照片传输到控制中心与部署的pp-yoloe模型进行实时对比检测，当车辆完全经过后，摄像头重新降回保护装置。

22、优选的，所部署的pp-yoloe模型首先对摄像头上传的图像或视频在经过预处理减轻目标阴影对检测的影响。部署的模型先将整个图像分成网格，然后每个网格预测不同数量和类别的物体，并输出其左上角坐标、高度、宽度以及该类别的置信度得分。从而获得图像或视频中车轴的类型。根据传入图像或视频的顺序，将识别出的车轴轴型按照主轴为1，从轴为2的原则存入列表中，并与数据库中存放的数据进行比较从而得出当前货车重量的最大限值。用于判断货车是否超重。

23、优选的，摄像头遮挡检测方法为对摄像头画面进行检测，当出现一定范围内的视频遮挡、黑屏等镜头异常情况时，触发摄像头遮挡预警，小雨刷器与小水枪配合对摄像头进行清理。

24、与现有技术相比，本发明提供了一种货车超限检测系统及方法，通过车牌识别装置、动态称重装置、车辆长高检测装置、车轴检测装置、车轴检测摄像头清洗装置、信息显示装置、预警装置、播报系统和控制中心的配合设置，车辆通过该系统后，控制中心会获得一系列过车信息，包括货车通过时间、载重量、车牌以及货车车辆的高、长、车轴数量、车轴类型和车轴分布等信息，如果检测到货车超限，控制中心将超限车辆的车牌号、超出国家限制的信息展示在信息展示屏上，并对超限车辆发出警告，同时控制中心将车辆的信息上传到数据库中，以便于国家执法人员的以后的查询，可实现全天高效自动的检测货车超限的情况，也避免了车辆堵塞。