CN113029311A - 基于计算机视觉的无人值守过磅系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供基于计算机视觉的无人值守过磅系统，涉及过磅技术领域。该无人值守过磅系统的应用，简化了工作流程，不需要专人轮班值守，减少了过磅所需的用人成本；系统全自动称重，不受工作环境、时间、用人的影响，减少了每辆车的称重时间，提高了工作效率；使用嵌入式andro i d设备代替台式机，工控盒代替机房，节省空间的同时降低了对系统部署的要求；使用计算机视觉技术代替传感器，物联网技术代替串口通信，降低了系统安装和调试的工作量，减少了硬件设备数和布线材料，降低了成本；在云保存过磅数据，方便与其他系统整合和消除信息化死角。采用物联网技术，提高了系统的可扩展性。
Description
技术领域
本发明涉及过磅技术领域，具体为基于计算机视觉的无人值守过磅系统。
背景技术
地磅，英文为truck scales，也被称为汽车衡，设置在地面上的大磅秤，通常用来称卡车的载货吨数。是厂矿、商家等用于大宗货物计量的主要称重设备。地磅按秤体结构可分为：工字钢地磅、T型梁地磅、L梁钢地磅、U型钢地磅、槽钢地磅、钢筋混凝土地磅；按传感器类型可分为数字式地磅、模拟式地磅。
目前广泛使用的无人值守的过磅系统，通过传感器取代人的判断，从而实现无人操作。工作时无需工作人员管理，系统自动进行称重工作。无人值守系统的工作流程如下：(1)发卡:系统管理员先根据卡号填写相应的信息,如驾驶员姓名、车号、货名等，然后发卡，并将该信息输入到系统中。(2)自动称重:带有射频卡的汽车开近秤台后，电脑检测到汽车的到来，在验证其为有效卡后，栏杆机自动开启，允许汽车开上秤台；汽车开上秤台后，光幕检测到收尾信号，拦道器自动放下，禁止下一辆车开上秤台；车辆停稳后，电脑记录下车辆的重量，同时抓拍到车辆的图像存入电脑，作为以后复察的依据；如果接有打印机，则打印出磅单，此时出口栏杆机抬起，让已过磅的车辆通过；出口栏杆机落下，一次称重完毕。
该系统的问题：系统的安装比较耗时，需要将各个传感器通过串口连接到电脑，布线复杂，施工时间长，并且后期的维护比较麻烦；需要现场有固定的房间来放置电脑和控制柜，占用空间大。需要额外的发卡操作，且卡的管理繁琐。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了基于计算机视觉的无人值守过磅系统，解决了过磅系统效率低，安装复杂，系统不易维护和系统占用空间大的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于计算机视觉的无人值守过磅系统，包括称重数据采集模块、车辆运动跟踪模块、车牌识别模块、计算机主控模块四大子系统，称重数据采集模块负责采集车辆称重平台上的实时称重数据；车辆运动跟踪模块负责采集车辆通过地磅的状态信息，包括车辆的运动状态和位置；车牌识别模块负责车辆的车牌识别；系统的核心部分是计算机主控模块，负责整个系统的协调工作和数据的上传到云。
优选的，所述称重数据采集模块负责实时采集称重平台上的数据，然后通过Mqtt协议发布到物联网平台，计算机主控模块会订阅该消息，从而获得重量数据。其主要组成部分有称重传感器和物联网芯片。称重传感器是把测重平台的模拟信号转换成相应比例的数字信号输出，做为整个系统中最重要的基础部件。
优选的，所述车辆运动跟踪模块负责采集车辆通过地磅的状态信息，包括车辆的运动状态和位置，并将该信息传递给计算机主控模块，便计算机主控模块进行后续的工作，跟踪模块和计算机主控模块都部署在安装了android系统的嵌入式设备上，它利用设备自带的摄像头采集图像信息，并使用卷积神经网络的对象检测算法来确定车辆的位置。
优选的，所述车牌识别功能模块负责保存车牌图片并识别车牌，车牌识别功能模块和物联网平台都部署在一个树莓派设备上，当车辆上磅并停稳后，根据车辆的运动的方向，从2个wifi摄像头中的一个获取车牌信息，然后利用计算机视觉算法识别出车牌，并将该信息传递给计算机主控模块，便计算机主控模块进行后续的工作。
优选的，所述计算机主控功能模块是系统的核心模块，计算机主控功能模块负责整个流程的控制，计算机主控功能模块通过车辆运动跟踪模块传递过来的信息，结合事先设置的参照物信息，判断得到有车辆上磅并且已经停稳；然后对称重数据采集模块传递过来的重量信息进行观测，当重量稳定后记录该数据作为最终的重量数据；同时通知车牌识别功能模块保存车牌图片并识别车牌；最后保存重量和车牌信息到本地并上传到云。
(三)有益效果
本发明提供了基于计算机视觉的无人值守过磅系统。具备以下有益效果：
基于计算机视觉的无人值守自动过磅系统的应用，通过计算机视觉技术对系统工作流程的改造，减少了人工操作出现的不必要错误；将称重数据上传到云，方便和其他系统整合，消除了信息化死角和信息孤岛；系统的数据和控制指令大部分采用无线wifi传输，减少了系统布线工作量，系统的安装更加快捷；采用嵌入式设备代替台式机，减少了机房占用的空间；采用物联网技术，包括采用物联网芯片来进行系统的重构，提高了系统的可靠性和可扩展性；由于减少了一些传感器的安装，和目前的系统相比，大大的减少了系统成本；利用车牌识别技术来代替卡，一方面减少了管理工作，另一方面也减少了安装读卡和写卡设备的成本。
附图说明
图1为本发明基于计算机视觉的无人值守过磅系统的流程示意图；
图2为本发明基于计算机视觉的无人值守过磅系统的实物图；
图3为本发明基于计算机视觉的无人值守过磅系统的过磅示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1-3所示，本发明实施例提供基于计算机视觉的无人值守过磅系统，包括称重数据采集模块、车辆运动跟踪模块、车牌识别模块、计算机主控模块四大子系统，称重数据采集模块负责采集车辆称重平台上的实时称重数据；车辆运动跟踪模块负责采集车辆通过地磅的状态信息，包括车辆的运动状态和位置；车牌识别模块负责车辆的车牌识别；系统的核心部分是计算机主控模块，负责整个系统的协调工作和数据的上传到云。
称重数据采集模块负责实时采集称重平台上的数据，然后通过Mqtt协议发布到物联网平台，计算机主控模块会订阅该消息，从而获得重量数据。其主要组成部分有称重传感器和物联网芯片。称重传感器是把加到测重平台的模拟信号转换成相应比例的数字信号输出，做为整个系统中的基础部件。
车辆运动跟踪模块负责采集车辆通过地磅的状态信息，包括车辆的运动状态和位置，并将该信息传递给计算机主控模块，便计算机主控模块进行后续的工作，跟踪模块和计算机主控模块都部署在安装了android系统的嵌入式设备上，它利用设备自带的摄像头采集图像信息，并使用卷积神经网络的对象检测算法来确定车辆的位置后，再使用对象跟踪算法来跟踪车辆的运动。
车牌识别功能模块负责保存车牌图片并识别车牌，车牌识别功能模块和物联网平台都部署在一个树莓派设备上，当车辆上磅并停稳后，根据车辆的运动的方向，从2个wifi摄像头中的一个获取车牌信息，然后利用计算机视觉算法识别出车牌，并将该信息传递给计算机主控模块，便计算机主控模块进行后续的工作。
计算机主控功能模块是系统的核心模块，计算机主控功能模块负责整个流程的控制，计算机主控功能模块通过车辆运动跟踪模块传递过来的信息，结合事先设置的参照物信息，判断得到有车辆上磅并且已经停稳；然后对称重数据采集模块传递过来的重量信息进行观测，当重量稳定后记录该数据作为最终的重量数据；同时通知车牌识别功能模块保存车牌图片并识别车牌；最后保存重量和车牌信息到本地并上传到云。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.基于计算机视觉的无人值守过磅系统，其特征在于，包括称重数据采集模块、车辆运动跟踪模块、车牌识别模块、计算机主控模块四大子系统，称重数据采集模块负责采集车辆称重平台上的实时称重数据；车辆运动跟踪模块负责采集车辆通过地磅的状态信息，包括车辆的运动状态和位置；车牌识别模块负责车辆的车牌识别；系统的核心部分是计算机主控模块，负责整个系统的协调工作和数据的上传到云。
2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的无人值守过磅系统，其特征在于，所述称重数据采集模块负责实时采集称重平台上的数据，然后通过Mqtt协议发布到物联网平台，计算机主控模块会订阅该消息，从而获得重量数据。其主要组成部分有称重传感器和物联网芯片。称重传感器是把加到测重平台的模拟信号转换成相应比例的数字信号输出，做为整个系统中的基础部件。
3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的无人值守过磅系统，其特征在于，所述车辆运动跟踪模块负责采集车辆通过地磅的状态信息，包括车辆的运动状态和位置，并将该信息传递给计算机主控模块，便计算机主控模块进行后续的工作，跟踪模块和计算机主控模块都部署在安装了android的嵌入式设备上，它利用设备自带的摄像头采集图像信息，并使用卷积神经网络的对象检测算法来确定车辆的位置后，再使用对象跟踪算法来跟踪车辆的运动。
4.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的无人值守过磅系统，其特征在于，所述车牌识别功能模块负责保存车牌图片并识别车牌，车牌识别功能模块和物联网平台都部署在一个树莓派设备上，当车辆上磅并停稳后，根据车辆的运动的方向，从2个wifi摄像头中的一个获取车牌信息，然后利用计算机视觉算法识别出车牌，并将该信息传递给计算机主控模块，便计算机主控模块进行后续的工作。
5.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的无人值守过磅系统，其特征在于，所述计算机主控功能模块是系统的核心模块，计算机主控功能模块负责整个流程的控制，计算机主控功能模块通过车辆运动跟踪模块传递过来的信息，结合事先设置的参照物信息，判断得到有车辆上磅并且已经停稳；然后对称重数据采集模块传递过来的重量信息进行观测，当重量稳定后记录该数据作为最终的重量数据；同时通知车牌识别功能模块保存车牌图片并识别车牌；最后保存重量和车牌信息到本地并上传到云。
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