[发明专利]一种公交车辆车门开闭状态自动检测方法

说明书

本发明公开了一种公交车辆车门开闭状态自动检测方法，该方法利用视频采集设备采集的车门图像数据，将车辆在发车前的图像帧保存为背景图，并标定检测区域，在标定区域内将采集的实时图像帧和背景图进行对比分析，当图像帧和背景图的灰度差异度和对比差异度均较大时，认为车门处于开启状态；否则判断车门为关闭状态。具体操作时，将摄像头安装于驾驶员上方车顶位置，调节摄像头的拍摄角度和焦距：使车门处于拍摄画面的中央，并尽可能占满整个拍摄画面。

技术领域：

本发明涉及一种公交车摄像头监控系统的扩展应用，尤其涉及一种基于图像处理技术的公交车辆车门开闭状态自动检测方法。

背景技术：

由于视频采集设备采集的信息具有丰富的颜色、结构、纹理和时间等信息，常常被广泛应用于交通运输领域，如公交车内监控系统。目前多数公交车已经安装上了监控摄像头，并有相应的储存设备以及传输接口。公交车内监控系统是通过在公交车内安装多个摄像头，在车辆运行过程中，随时记录车内、外的异常情况，为公交的运营、管理和优化提供调研数据，规范公交车辆的行车与运营。但是目前还没有针对公交车辆车门开闭状态自动检测方法。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于图像处理技术的公交车辆车门开闭状态自动检测方法。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

一种公交车辆车门开闭状态自动检测方法，包括如下步骤：

步骤0：采集公交车发车前车门的视频背景图像帧F_t；

步骤1：将采集的公交车发车前视频背景图像帧F_t灰度化，得到背景灰度图像帧f_t；

步骤2：通过均值法在背景灰度图像帧中获得背景图Bg；

步骤3：对步骤2得到的背景图Bg进行二值化，得到背景二值图MG；

步骤4：对步骤3得到的背景二值图MG进行形态学闭运算，得到梯度连接图OG；

步骤5：对步骤4得到的梯度连接图OG进行形态学开运算，得到梯度图CG；

步骤6：对步骤5得到的梯度图CG进行取反和去零星处理，统计各连通区的像素数，提取像素数最多的连通区域作为车门模板图MB；

步骤7：将步骤6得到的车门模板图MB与步骤2得到的背景图Bg进行点乘，得到背景检测图ej，计算公式如下：

ej＝MB·×Bg (6)

其中，·×表示点乘运算符；

步骤8：计算背景检测图ej的平均灰度值eb；

步骤9：实时采集车辆发出后的车门图像帧E_k；

步骤10：对步骤9中采集的车门图像帧E_k按照步骤1的方法对其进行灰度化处理，得到第k帧的车门灰度图，记为Eh_k；

步骤11：将步骤6得到的车门模板图MB与步骤10得到的车门灰度图Eh_k进行点乘，得到第k帧车门检测图e_k，计算公式如下：

e_k＝MB·×Eh_k (8)

步骤12：计算步骤11中得到的第k帧车门检测图e_k的平均灰度值eh_k；

步骤13：计算车门检测图e_k和背景检测图ej的灰度差异度ed_k，其计算式如下所示：