一种基于热成像测温环境的车辆位置判定方法与流程

本发明涉及公路上行驶车辆位置判定，特别是一种基于热成像测温环境的车辆位置判定方法。

背景技术：

1、现有技术对车辆位置信息的判断方式多基于传统可见光摄像头的视频识别功能，而传统摄像头对于光线较弱环境或无光环境的识别准确率低甚至无法运行。对于雷达检测技术，由于其架设方式有着严格要求而难以应用于路侧。随着对交通安全的日益重视，以及对交通事故研究的不断深入，人们发现货车的温度变化，对于车辆火灾或者刹车失灵等有着重要的预警作用。例如，货车在长下坡路段行驶时，需长时间使用制动器，导致制动器温度持续升高，造成制动器发生“热衰退”现象，严重威胁货车下坡安全。实际上，媒体常有报道，在长下坡路段由于车辆的刹车系统温度过高导致的刹车性能衰减甚至失灵，往往导致重大、特大恶性交通事故的多发，造成人员伤亡与财产损失。车辆制动器温度是衡量车辆制动性能的关键指标，也是长下坡路段货车行车风险的一个重要判断依据。为此应用热像仪检测车辆温度、车辆火灾预警等需进行测温的交通场景将可能成为路网基础设施的组成部分。本发明人认为，如果利用热像仪对车辆到达预设断面、车辆驶离预设断面和车辆所在车道等进行检测，则能够在全天候环境下通过对车辆所处车道及车辆所处断面位置的判断与识别，增强对车辆位置判断的准确性，从而拓展热像仪的应用功能，并降低车辆位置判定系统的造价。有鉴于此，本发明人完成了本发明。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种基于热成像测温环境的车辆位置判定方法，利用热像仪对车辆到达预设断面、车辆驶离预设断面和车辆所在车道等进行检测，能够在全天候环境下通过对车辆所处车道及车辆所处断面位置的判断与识别，增强对车辆位置判断的准确性，从而拓展热像仪的应用功能，并降低车辆位置判定系统的造价。

2、本发明的技术解决方案如下：

3、一种基于热成像测温环境的车辆位置判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、步骤1，在公路路面设置横向覆盖车行道的检测框区域，所述检测框区域具有路面长度方向位置信息和路面宽度方向位置信息；

5、步骤2，设置具有固定位置的热像仪，所述检测框区域被收纳在所述热像仪的取景框中；

6、步骤3，逐帧分析热像仪摄取的红外图像以获取检测框区域内的温度变化值；

7、步骤4，根据温度变化值判断是否有车辆正在驶入和正在驶离所述检测框区域，和/或确定通过所述检测框区域的车辆所行驶的车道，从而实现与道路断面所处位置相关的车辆纵向位置检测，和/或与车道所处位置相关的车辆横向位置检测。

8、所述步骤1中包括第一检测框区域。

9、所述步骤3中包括获取第一检测框区域内的平均温度变化值δtave，δtave＝|tave(i+1)-tave(i)|，i是红外图像以帧计的序号数，tave(i)是第i帧红外图像中第一检测框区域内的平均温度，tave(i+1)是第i+1帧红外图像中第一检测框区域内的平均温度。

10、所述步骤4中包括：在连续m帧内，当δtave≥α时，α为预设温度值，m为预设正整数，则判断有车辆正在驶入所述检测框区域；在连续m帧内，当存在连续n次出现δtave＜β时，n＜m，n为预设正整数，β为预设温度值，则判断有车辆正在驶离所述检测框区域；预设α和β的数值以保证车辆在稳定触发检测框判断车辆驶入和驶离检测断面的同时，不会被异物入侵或风雨风天气状况误触发；预设m和n的数值以保证车辆检测在驶入或驶离断面时判断时效的精确性。

11、所述步骤1中包括第二检测框区域，所述第二检测框区域中包括被其横向覆盖的第一车行道和第二车行道。

12、以所述第二检测框区域左下角为坐标原点，则建立一个纵向x有a个像素点，横向y有b个像素点的直角坐标系，所述第二检测框区域具有像素点a*b，用t(i,x,y)表示第i帧红外图像像素点坐标(x，y)处的像素点温度值，设定y＝y，y值为预设基准y值，所述y值用于判定车辆是处于第一车行道还是第二车行道，当从车辆驶入到驶离的过程中所引起的若干个像素点t(i,x,y)变化大于预设温度变化阈值t时，则统计这些像素点所在位置坐标(xi,yi)，对所有(xi,yi)去重，并按照坐标中的y值进行排序，取y值最小的前k个值为特征点，k是预设正整数，将所选特征点的y值平均值与y值进行对比，若y值平均值＜y值，则车辆处于第二车行道；若y值平均值≥y值，则车辆处于第一车行道。

13、本发明的技术效果如下：本发明针对应用热像仪检测车辆温度、车辆火灾预警等需进行测温的交通场景，若不增加其他设备，难以判断车辆位置信息的问题，提出了一种基于热成像技术的车辆位置判定方法，包括车辆相对于道路断面的任意预设纵向位置检测、车辆相对于车道的横向位置检测，在纵向位置检测中应用第一检测框区域，以检测框中的平均温度变化阈值判断车辆是否驶入(驶离)预设检测区域；在横向位置检测中应用第二检测框区域，并将第二检测框区域以像素点为单位进行划分，以车辆驶入所引起的检测框中温度变化超过阈值的像素点坐标判断车辆所处车道。

14、现有技术对车辆位置信息的判断方式多基于传统可见光摄像头的视频识别功能，而传统摄像头对于光线较弱环境或无光环境的识别准确率低甚至无法运行。对于雷达检测技术，由于其架设方式有着严格要求而难以应用于路侧。本发明基于热像仪识对车辆位置进行判断，实现了在任何环境下与广泛的架设角度下对车辆位置的精准判别，并开创性拓展了有热像仪在车辆位置检测方面的功能应用。

技术特征：

1.一种基于热成像测温环境的车辆位置判定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于热成像测温环境的车辆位置判定方法，其特征在于，所述步骤1中包括第一检测框区域。

3.根据权利要求2所述的基于热成像测温环境的车辆位置判定方法，其特征在于，所述步骤3中包括获取第一检测框区域内的平均温度变化值δtave，δtave＝|tave(i+1)-tave(i)|，i是红外图像以帧计的序号数，tave(i)是第i帧红外图像中第一检测框区域内的平均温度，tave(i+1)是第i+1帧红外图像中第一检测框区域内的平均温度。

4.根据权利要求3所述的基于热成像测温环境的车辆位置判定方法，其特征在于，所述步骤4中包括：在连续m帧内，当δtave≥α时，α为预设温度值，m为预设正整数，则判断有车辆正在驶入所述检测框区域；在连续m帧内，当存在连续n次出现δtave＜β时，n＜m，n为预设正整数，β为预设温度值，则判断有车辆正在驶离所述检测框区域；预设α和β的数值以保证车辆在稳定触发检测框判断车辆驶入和驶离检测断面的同时，不会被异物入侵或风雨风天气状况误触发；预设m和n的数值以保证车辆检测在驶入或驶离断面时判断时效的精确性。

5.根据权利要求1所述的基于热成像测温环境的车辆位置判定方法，其特征在于，所述步骤1中包括第二检测框区域，所述第二检测框区域中包括被其横向覆盖的第一车行道和第二车行道。

6.根据权利要求5所述的基于热成像测温环境的车辆位置判定方法，其特征在于，以所述第二检测框区域左下角为坐标原点，则建立一个纵向x有a个像素点，横向y有b个像素点的直角坐标系，所述第二检测框区域具有像素点a*b，用t(i，x，y)表示第i帧红外图像像素点坐标(x，y)处的像素点温度值，设定y＝y，y值为预设基准y值，所述y值用于判定车辆是处于第一车行道还是第二车行道，当从车辆驶入到驶离的过程中所引起的若干个像素点t(i，x，y)变化大于预设温度变化阈值t时，则统计这些像素点所在位置坐标(xi，yi)，对所有(xi，yi)去重，并按照坐标中的y值进行排序，取y值最小的前k个值为特征点，k是预设正整数，将所选特征点的y值平均值与y值进行对比，若y值平均值＜y值，则车辆处于第二车行道；若y值平均值≥y值，则车辆处于第一车行道。

技术总结
一种基于热成像测温环境的车辆位置判定方法，利用热像仪能够在全天候环境下通过对车辆所处车道及车辆所处断面位置的判断与识别，从而拓展热像仪的应用功能，并降低车辆位置判定系统的造价，包括步骤1，在公路路面设置横向覆盖车行道的检测框区域，检测框区域具有路面长度方向位置信息和路面宽度方向位置信息；步骤2，设置具有固定位置的热像仪；步骤3，逐帧分析热像仪摄取的红外图像以获取检测框区域内的温度变化值；步骤4，根据温度变化值判断是否有车辆正在驶入和正在驶离所述检测框区域，和/或确定通过所述检测框区域的车辆所行驶的车道，从而实现与道路断面所处位置相关的车辆纵向位置检测，和/或与车道所处位置相关的车辆横向位置检测。

技术研发人员：马亮,姚文瀚,梁亚平,张少军,荆坤,闫渊慧,马域喆,叶彩红,张玉洋
受保护的技术使用者：北京中路安交通科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22