一种车辆超速检测方法和装置及车辆超速报警系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆安全驾驶相关的汽车电子技术领域，尤其涉及一种车辆超速检测方法和装置及车辆超速报警系统。
背景技术：
目前，不同路段设有不同的限制速度，车辆在不同的路段行驶时，车速应限制在行驶路段对应的限制速度以内，否则会发生超速而导致各种危险发生。为了保持车辆行驶过程中，车速始终限制在行驶路段对应的限制速度以内，目前可以采用以下方式1)驾驶者自行判断不同路段上设置有限速标志牌和对应的解除限速标志牌，限速标志牌上标有限制速度，解除限速标志牌上用于标识限制速度的解除，这两种标志牌用不同颜色和不同图形区分。驾驶者可以通过上述两种标志牌来确定车当前所在路段的限制速度。车辆内有车速显示仪表，驾驶者可以通过观看车速显示仪表获知当前车速。通过当前车速和限制速度的比较，从而可以判断是否超速。采用该方式保证不超速驾驶具有以下缺点驾驶者需要保证知道此路段的限制速度，并经常观察车速显示仪表保证不超过限制速度。经常观察车速显示仪表可能导致危险发生，当然，有经验的驾驶者可能不需要观看车速显示仪表也能确定当前的大概车速。但是，如果行驶速度接近限制速度，大概车速还是可能超速的，在赶时间的时候，这种情况更容易发生。如果驾驶者驾车时没有注意到限速标志牌，就不能确定车当前所在路段的限制车速，只有到下一个限速标志牌出现时才会确定限制速度，中间的行驶路段就很有可能出现超速情况。2)路面测速警示为了对驾驶者的超速起到警示作用，在路段上设置有车辆测速系统，包括测速雷达和拍摄装置。利用测速雷达对经过的车辆测速，检测到超速时启动拍摄装置对超速车辆进行图像拍摄，然后对超速驾驶进行处罚。该方式对驾驶者超速起到一定警示作用，使驾驶者在设有雷达测速区的路段尽量不超速驾驶，但无法对其它路段起到警示作用。可见，目前缺乏一种提示驾驶者的自动车辆超速报警的方法和装置。
发明内容
本发明实施例提供一种车辆超速检测方法和装置及车辆超速报警系统，实现车辆是否超速的自动检测。本发明提供一种车辆超速检测方法，包括根据所拍摄的车外图像中限速标志牌上的速度标识信息和解除限速标志牌信息，确定车当前所在路段的限制速度；根据所拍摄的车内车速显示仪表图像上的速度指示信息，确定被检测车的当前车速；根据所述当前车速和限制速度，进行超速检测。本发明还提供一种车辆超速检测装置，包括当前限制速度确定单元，用于根据所拍摄的车外图像中限速标志牌上的速度标识信息和解除限速标志牌信息，确定车当前所在路段的限制速度；当前车速确定单元，用于根据所拍摄的车内车速显示仪表图像上的速度指示信息，确定被检测车的当前车速；超速检测单元，用于根据所述当前车速和限制速度，进行超速检测。优选地，该装置还包括控制报警单元，用于在所述超速检测单元检测到超速时，控制报警装置进行报警。本发明还提供一种车辆超速报警系统，包括上述包括控制报警单元的车辆超速检测装置；第一摄像装置，安装在所述车辆上，以第一设定频率进行车外图像拍摄，并将拍摄的车外图像发送给所述车辆超速检测装置；第二摄像装置，安装在所述车辆上，以第二设定频率进行车内车速显示仪表图像拍摄，并将拍摄的车速显示仪表图像发送给所述车辆超速检测装置；报警装置，由所述车辆超速检测装置中的控制报警单元控制，在车辆超速时报警。利用本发明提供的车辆超速检测方法和装置及车辆超速报警系统，实现车辆是否超速的自动检测及实时超速报警，提高了超速检测的自动性、准确性、实时性和全面性。
图1为本发明车辆超速检测方法流程图；图2依照本发明实施例的一种实施方式的车辆超速检测方法流程图；图3为依照本发明的实施例中另一实施方式的车辆超速检测方法流程图；图4为依照本发明的实施例中车辆超速检测装置结构图；图5为依照本发明实施例中车辆超速报警系统框图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明提供的车辆超速检测方法和装置及车辆超速报警系统进行更详细地说明。本发明提供一种车辆超速检测方法，实现车辆超速的自动检测，如图1所示，该方法包括步骤步骤S10，根据所拍摄的车外图像中限速标志牌上的速度标识信息和解除限速标志牌信息，确定车当前所在路段的限制速度；步骤S20，根据所拍摄的车内车速显示仪表图像上的速度指示信息，确定被检测车的当前车速；步骤S30，根据所述当前车速和车当前所在路段的限制速度的比较结果，进行超速检测。优选地，该还包括步骤S40，检测到超速时，控制报警装置进行报警。该方法中车当前所在路段的限制速度的确定以接收到车外图像为触发条件，当前车速的确定以接收到拍摄的车速显示仪表为触发条件，两个步骤之间无严格的先后执行顺序。该方法基于现有成熟的图像采集技术，自动检测车辆是否超速，从而可以及时提示驾驶者注意车速，整个过程不需要驾驶者参与，大大提高了超速检测的自动性、准确性、实时性和全面性。随着汽车技术的发展，该系统还可以和汽车的行车电脑相结合，用于进行汽车行驶速度的控制。依照本发明的实施例一中，提供一种车辆超速检测方法，该方法的详细流程如图2 所示，步骤SlO具体包括以下步骤步骤S101，确定接收到所拍摄的车外图像时，执行步骤S102 ；具体地，上述车外图像由安置在车辆上如车外部的摄像头拍摄，当然，上述拍摄车辆外图像的摄像头如果可以保证拍摄到车外图像，也可以安装在车内。摄像头的视野应保证能拍到路上的限速标志牌或解除限速标志牌。摄像头采集车外图像的频率应保证限速标志牌或解除限速标志牌不会漏拍。步骤S102，检测所拍摄的车外图像中是否有限速标志牌或解除限速标志牌，若检测到限速标志牌，执行步骤S103，若检测到解除限速标志牌，执行步骤S104 ；检测到车外图像中限速标志牌时，说明开始限速，检测到车外图像中的解除限速标志牌，说明限速解除。因此可以利用现有的图像处理技术，获得车外图像中限速标志牌和解除限速标志牌信息，从而可以确定车当前所在路段是否进行限速，在进行限速时具体的限制速度及何时解除限速。步骤S103，确定车当前所在路段的限制速度Vth为所述限速标志牌中的速度，并将限制速度Vth设为有效；步骤S104，将车当前所在路段的的限制速度Vth设为无效；由于限速标志牌或解除限速标志牌具有特定的图像特征，且这两种标志牌具有明显的图像特征区别。因此，采用一般的图像处理方法，如采用图像特征匹配方法，可以实现检测图像中是否存在限速标志牌或解除限速标志牌。检测到车外图像中有限速标志牌时，进行图像分割。具体过程为找出限速标志牌所在的位置、尺寸，如采用常用的轮廓线定位方法找出限速标志牌的轮廓后进行图像分割。 分割出限速标志牌后进行速度识别，从而确定当前行驶路段的限制限速Vth，具体的速度识别可以采用数字识别方法，这里不再详述。国内限速标志牌上的数字单位为公里/小时，与车速单位一致，因此识别出的限速标志牌中速度赋值给Vth，在有新的限速标志牌出现之前， 该限速值Vth保持不变。本实施例中限制限速Vth有两种状态有效和无效。限制速度Vth有效时，说明当前车速应受Vth的限制。限制速度Vth无效时，说明当前车速不受Vth的限制。因此在步骤 S103中在某一帧图像中检测到限速标志牌，则将Vth设为有效，后面的若干帧只要不检测到解除限速标志牌或新的限速标志牌，则该限速值Vth —直是有效的。当然对上述步骤可以按照下面另一种方式实施，如图3所示，包括步骤S101’，确定接收到所拍摄的车外图像时，执行步骤S102’ ；步骤S102’，检测所述车外图像中是否由限速标志牌，若有，执行步骤S103’，若无，执行步骤S104’ ；步骤S103’，确定限制速度Vth为所述限速标志牌中的速度，并将限制速度Vth设为有效；
步骤S104’，确定限制速度Vth是否有效，若有效，执行步骤S105’，否则退出对该车外图像处理，返回执行步骤S101’ ；步骤S105’，检测所述车外图像中是否有解除限速标志牌，若有，执行步骤将限制速度设为无效，退出对该车外图像的处理。即首先进行限速标志牌检测，在没有检测到限速标志牌且Vth有效时，才进行解除限速标志牌的检测。图3中其它步骤与图2中步骤相同。由于拍摄的车外图像是以比较高的采集频率进行采集，所以在检测到车外图像中既不存在限速标志牌，也不存在解除限速标志牌时，可以将该帧车外图像丢弃，以避免采集的大量车外图像占据过多的存储空间。在执行上述确定限制速度步骤的同时，执行确定当前车速的步骤，为了使当前车速的确定不过于频繁，优选地，本实施例中是在确定限制速度Vth有效时，才根据车速显示仪表进行当前车速确定，步骤S20具体包括以下步骤步骤S201，确定限制速度Vth有效时，执行步骤S202 ；步骤S202，确定接收到所拍摄的车速显示仪表图像时，执行步骤S203 ；步骤S203，基于预先学习到的车速显示仪表图像的图像特征，从所拍摄的车速显示仪表图像中检测出车速显示仪表所在区域；步骤S204，根据检测到的车速显示仪表所在区域，确定所述车速显示仪表的读数；步骤S205，根据所确定的读数确定当前车速。根据车速显示仪表的不同读数方式，进行不同方式的仪表读数识别。现有的车速显示仪表常采用指针式仪表，具体地，基于预先学习到的指针式仪表表盘组成部分的图像特征，在检测到的指针式仪表表盘所在区域中检测出各个内表表盘所在区域；根据检测到的各个内表表盘所在区域，确定各个内表的读数，以及各个内表读数的运算关系；根据确定出的各个内表的读数，以及所述各个内表读数的运算关系，确定所述指针式仪表的读数；基于确定指针式仪表的读数确定当前车速。当然，在采用数字式显示仪表时，基于数字识别可以更简单、直观、准确的确定当前车速。基于确定的限制速度Vth和当前车速V，执行超速检测的步骤，优选地，进行超速检测是在Vth有效的时候进行的，步骤S30具体包括步骤S301，确定Vth有效时，比较当前车速和限制速度；步骤S302，根据所述当前车速和限制速度差值所属的预设数值范围，确定超速程度，不同预设数值范围对应不同程度的超速。步骤S40中，具体对不同程度的超速，控制报警装置以不同方式进行报警。根据超速程度进行不同方式报警，有助于驾驶者确定当前超速程度。优选地，本实施例中不同预设数值范围具体通过如下方法确定设置一组不同的α值，其中0彡I α I彡1，将不同α值与限制速度Vth的乘积 α *Vth后得到的各离散值按数值大小进行排序，将小于最小离散值的数值范围、排序后各相邻离散值确定的数值范围、及大于最大离散值的数值范围确定为所述不同预设数值范围。 例如，将该α值分别设为-O. 1、0、0. 1,0. 2.... 1，则确定的预设数值范围为小于-0.l*Vth ；-0. l*Vth 0 ;0 0. l*Vth ；0. l*Vth 0. 2*Vth ；. · ·大于 Vth。
设当前车速V和限制速度Vth差值为th = V-Vth,则可以确定th 彡-0. l*Vth，不超速;-0. l*Vth < th 彡 0，接近超速；0 < th ^ 0. l*Vth，超速 10% ；0. l*Vth < th 彡 0. 2*Vth 超速 20%th > Vth，超速 100%这样，通过设置一组不同的α值，可以实现超速的分档报警，根据不同的超速分档，对不同的分档报警设置不同的声光警示，超速越多声光报警越明显，以引起驾驶者的注意。进一步地，可以简化为设置两个分档报警，所述不同的α值为0和α ‘，α ‘为大于-1小于0的系数，所述不同程度的超速具体包括超速和接近超速，这样可以在将要超速就提示驾驶者，进行超速检测具体包括所述当前车速和限制速度差值为正数时，即V > Vth时，说明当前车速高于限制速度，确定超速；所述当前车速和限制速度的差值为非正数且大于设定负数α ‘ *Vth时，确定接近超速0 彡 V-Vth > α ‘ *Vth这样，如果车速接近限制速度，能够对驾车者进行警示，以让驾车者了解当前车速状态。报警信息的输出可以采用警示音、声音、警示灯、图像等方法，可以为超速和接近限速值设置两种不同的报警信息，以便于驾车者做出不同的操作。依照本发明实施例二中，提供一种车辆超速检测装置，如图4所示，该装置包括 当前限制速度确定单元10，用于用于根据所拍摄的车外图像中限速标志牌上的速度标识信息和解除限速标志牌信息，确定车当前所在路段的限制速度；当前车速确定单元20，用于根据所拍摄的车内车速显示仪表图像上的速度指示信息，确定被检测车的当前车速；超速检测单元30，用于根据所述当前车速和限制速度，进行超速检测。上述当前限制速度确定单元10限制速度的确定以接收到车外图像为触发条件，当前车速确定单元20确定当前车速以接收到拍摄的车速显示仪表图像为触发条件。优选地，该装置还包括控制报警单元40，用于在所述超速检测单元30检测到超速时，控制报警装置进行报警。本实施例中当前限制速度确定单元10，具体包括限速单元101，用于在所拍摄的车外图像中检测到限速标志牌时，根据所述限速标志牌中的速度标识信息确定车当前所在路段的限制速度vth，并将所述限制速度Vth设为有效；解除限速单元102，用于在所拍摄的车外图像中检测到解除限速标志牌时，将限制速度Vth设为无效；所述当前车速确定单元20确定当前车速和超速检测单元30检测超速，均以限制速度Vth有效为前提。优选地，可以先将所拍摄的车外图像交由所述限速单元101进行限速标志牌检测，在所述限速单元101未检测到限速标志牌，且确定Vth有效时，才将所述车外图像转发给所述解除限速单元102。这样，如果当前输入的车外图像中不存在限速标志牌，则检查限制速度Vth是否有效，如果限制速度Vth有效，说明前面曾经检测到限速标志牌，则当前帧可能存在解除限速标志牌，则将车外图像输入给解除限速单元102。如果Vth无效，说明前面也未检测到限速标志牌，则当前帧也不可能存在解除限速标识牌，对此帧图像的处理结束，可以直接丢弃。本实施例中的当前车速确定单元20，具体可以基于预先学习到的车速显示仪表图像的图像特征，从所拍摄的车速显示仪表图像中检测出车速显示仪表所在区域；根据检测到的车速显示仪表所在区域，确定车速显示仪表的读数；根据所确定的读数确定当前车速。超速检测单元30具体用于根据所述当前车速和限制速度差值所属的预设数值范围，确定超速程度，不同预设数值范围对应不同程度的超速；控制报警单元40具体用于对不同程度的超速，控制报警装置以不同方式进行报警。优选地，超速检测单元30通过如下方法确定不同预设数值范围设置一组不同的α值，其中0彡I α I彡1，将不同α值与限制速度Vth的乘积 α *Vth后得到的各离散值按数值大小进行排序，将小于最小离散值的数值范围、排序后各相邻离散值确定的数值范围、及大于最大离散值的数值范围确定为所述不同预设数值范围。进一步第，所述不同的α值为0和α ‘ , α ‘为大于-1小于0的系数，超速检测单元30确定所述当前车速和限制速度差值为正数时，即V > Vth时，说明当前车速高于限制速度，确定超速；超速检测单元30确定所述当前车速和限制速度的差值为非正数且大于设定负数 α ‘ *Vth时，确定接近超速0 彡 V-Vth > α ‘ *Vth这样，如果车速接近限制速度，能够对驾车者进行警示，以让驾车者了解当前车速状态。报警信息的输出可以采用警示音、声音、警示灯、图像等方法，可以为超速和接近限速值设置两种不同的报警信息，以便于驾车者做出不同的操作。依照本发明实施三中，提供一种车辆超速报警系统，如图5所示，该系统包括上述实施例二中所提供的车辆超速检测装置501 ；第一摄像装置502，安装在所述车辆上，以第一设定频率进行车外图像拍摄，并将拍摄的车外图像发送给所述车辆超速检测装置；第一摄像装置502优选安置在车外部，当然，如果可以保证拍摄到车外图像，也可以安装在车内。第一摄像装置502的视野应保证能拍到路上的限速标志牌或解除限速标志牌。摄像头采集车外图像的频率应保证限速标志牌或解除限速标志牌不会漏拍。第二摄像装置503，安装在所述车辆上，以第二设定频率进行车内车速显示仪表图像拍摄，并将拍摄的车速显示仪表图像发送给所述车辆超速检测装置；为了减少不必要的数据采集，优选地，在限制限速Vth有效时，车辆超速检测装置启动第二摄像装置503进行车速显示仪表图像采集。报警装置504，由所述车辆超速检测装置中的控制报警单元控制，在车辆超速时报
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报警信息的输出可以采用警示音、声音、警示灯、图像等方法，可以为超速和接近限速值设置两种不同的报警信息，以便于驾车者做出不同的操作。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种车辆超速检测方法，其特征在于，包括根据所拍摄的车外图像中限速标志牌上的速度标识信息和解除限速标志牌信息，确定车当前所在路段的限制速度；根据所拍摄的车内车速显示仪表图像上的速度指示信息，确定被检测车的当前车速； 根据所述当前车速和限制速度，进行超速检测。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括 检测到超速时，控制报警装置进行报警。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定限制速度具体包括在所拍摄的车外图像中检测到限速标志牌时，根据所述限速标志牌中的速度标识信息确定车当前所在路段的限制速度，并将所述限制速度设为有效；在所拍摄的车外图像中检测到解除限速标志牌时，将限制速度设为无效； 所述确定当前车速和超速检测，均以限制速度有效为前提。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定当前车速具体包括基于预先学习到的车速显示仪表图像的图像特征，从所拍摄的车速显示仪表图像中检测出车速显示仪表所在区域；根据检测到的车速显示仪表所在区域，确定车速显示仪表的读数； 用于根据所确定的读数确定当前车速。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行超速检测具体包括根据所述当前车速和限制速度差值所属的预设数值范围，确定超速程度，不同预设数值范围对应不同程度的超速；所述控制报警，具体包括 对不同程度的超速，控制报警装置以不同方式进行报警。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述不同预设数值范围具体通过如下方法确定设置一组不同的α值，其中0彡I α I彡1，将不同α值与限制速度Vth的乘积α *Vth 后得到的各离散值按数值大小进行排序，将小于最小离散值的数值范围、排序后各相邻离散值确定的数值范围、及大于最大离散值的数值范围确定为所述不同预设数值范围。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述不同的α值为0和α‘，α ‘为大于-1小于0但接近0的系数，所述进行超速检测具体包括所述当前车速和限制速度差值为正数时，确定超速；所述当前车速和限制速度的差值为非正数且大于设定负数α ‘ *vth时，确定接近超速。
8.—种车辆超速检测装置，其特征在于，包括当前限制速度确定单元，用于根据所拍摄的车外图像中限速标志牌上的速度标识信息和解除限速标志牌信息，确定车当前所在路段的限制速度；当前车速确定单元，用于根据所拍摄的车内车速显示仪表图像上的速度指示信息，确定被检测车的当前车速；超速检测单元，用于根据所述当前车速和限制速度，进行超速检测。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括控制报警单元，用于在所述超速检测单元检测到超速时，控制报警装置进行报警。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述当前限制速度确定单元，具体包括 限速单元，用于在所拍摄的车外图像中检测到限速标志牌时，根据所述限速标志牌中的速度标识信息确定车当前所在路段的限制速度，并将所述限制速度设为有效；解除限速单元，用于在所拍摄的车外图像中检测到解除限速标志牌时，将限制速度设为无效；所述当前车速确定单元确定当前车速和超速检测单元检测超速，均以限制速度有效为前提。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述超速检测单元具体用于根据所述当前车速和限制速度差值所属的预设数值范围，确定超速程度，不同预设数值范围对应不同程度的超速；所述控制报警单元具体用于对不同程度的超速，控制报警装置以不同方式进行报警。
12.—种车辆超速报警系统，其特征在于，包括 权利要求9 11任一所述的车辆超速检测装置；第一摄像装置，安装在所述车辆上，以第一设定频率进行车外图像拍摄，并将拍摄的车外图像发送给所述车辆超速检测装置；第二摄像装置，安装在所述车辆上，以第二设定频率进行车内车速显示仪表图像拍摄， 并将拍摄的车速显示仪表图像发送给所述车辆超速检测装置；报警装置，由所述车辆超速检测装置中的控制报警单元控制，在车辆超速时报警。
全文摘要
本发明涉及车辆安全驾驶相关的汽车电子技术领域，公开了一种车辆超速检测方法和装置及车辆超速报警系统，该方法包括根据所拍摄的车外图像中限速标志牌上的速度标识信息和解除限速标志牌信息，确定车当前所在路段的限制速度；根据所拍摄的车内车速显示仪表图像上的速度指示信息，确定被检测车的当前车速；根据所述当前车速和限制速度，进行超速检测，该系统包括车辆超速检测装置；进行车外图像拍摄的第一摄像装置；进行车内车速显示仪表图像拍摄的第二摄像装置及报警装置，在超速时实时报警。本发明能够实现车辆是否超速的自动检测及实时超速报警。
文档编号G08G1/054GK102314772SQ20101022390
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月1日 优先权日2010年7月1日
发明者王俊艳 申请人:北京中星微电子有限公司
文档序号 :
【 6728223 】
技术研发人员：王俊艳
技术所有人：北京中星微电子有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
技术研发人员：王俊艳
技术所有人：北京中星微电子有限公司
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