[发明专利]一种基于机器视觉的柴油车排放黑烟浓度测量方法及系统

说明书

本发明提供一种基于机器视觉的柴油车排放黑烟浓度测量方法及系统，通过图像采集模块采集柴油车排放黑烟浓度过程需要的图像，图像处理模块对林格曼黑度图进行处理，得到对应的多个灰度值，将所述灰度值与对应的林格曼黑度值拟合得到烟度关系式，烟度测量模块对无烟背景图像和有烟图像进行处理，得到扣除无烟背景图像的灰度背景值以后的灰度值，根据烟度关系式即可得到柴油车排放黑烟的黑度值，并通过检测报告输出单元输出包括车牌信息、行驶证信息及排放黑烟浓度信息的文档形式报告；检测过程简单，提高了在用柴油车排放烟度检测的精度，降低劳动强度，提高了检测效率。

技术领域

本发明涉及光电检测技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的柴油车排放黑烟浓度测量方法及系统。

背景技术

柴油发动机的发展给人类生产生活带来了许多便利，但柴油机的排放污染物对人类健康和环境也会造成很大的危害。随着国家对环保的重视程度不断加大，柴油车的排放标准也越来越严格，2011年7月1日，全国范围内开始实行国IV排放标准，而到了2017年7月1日，全国范围内开始实行国V排放标准，即新生产的车辆必须达到所规定的标准。

相关技术中，方案一是取合适的可调谐激光器和光电探测器计算排放黑烟中的颗粒物浓度；方案二是采用尾气烟度视频识别系统识别污染排放车辆。其中，方案一是利用激光器控制器控制激光器输出，使激光器的输出波长在气体分子吸收峰附近以一定的频率扫描，将调制后的光信号通过被测气体，利用光电探测器对通过气体的光信号进行探测，并将转换后的电信号输入到锁相放大器中，分析其谐波信号；计算得出气体分子的真实浓度值，反演出对应的二次谐波峰值，计算出二次谐波误差与排放中颗粒物浓度的关系。方案二是通过交通卡口或者行驶道路上的独立摄像机对行驶车辆的尾气进行实时监控，识别出污染排放车辆，并将其排烟视频和车牌号记录下来，作为治理依据。

但发明人发现，方案一的分析过程繁琐，检测效率较低，检测成本较高；而方案二使用视频监控的形式，检测对象与方式过于宽泛，且精度低。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种监测效率高、成本低、检测范围广泛以及精度好的基于机器视觉的柴油车排放黑烟浓度测量法及系统。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是，一种基于机器视觉的柴油车排放黑烟浓度测量方法，包括以下步骤：

(1)在检测环境中布置标准背景模块，并固定图像采集模块，所述标准背景模块包括系列林格曼黑度图，所述图像采集模块采集包含林格曼黑度图的标准图，并传输至图像处理模块；

(2)所述图像处理模块对接收的标准图进行灰度化、高斯滤波处理，处理后的图片划分为九宫格，使标准图中的林格曼黑度图位于九宫格的中心区域，计算中心区域图像的灰度值，根据林格曼黑度图对应的黑度值与所述的灰度值拟合得到烟度关系式；

(3)所述图像采集模块采集含有车牌的图像，并传输至车牌识别模块，所述车牌识别模块对接收的车牌图像处理提取得到车牌信息，并将得到的车牌信息传输至检测报告输出模块；

(4)所述图像采集模块采集检测环境中的无烟背景图像，然后快速采集连续多张有烟图像，均传输至烟度测量模块，所述烟度测量模块对接收的无烟背景图像、多张有烟图像均进行灰度化、高斯滤波处理，确定处理后的有烟图像扣除无烟背景图像灰度值后的灰度值，选择最大灰度值根据烟度关系式得到相应的黑度值，并将得到的黑度值及对应的有烟图像传输至所述检测报告输出模块；

(5)所述图像采集模块采集行驶证图像，并传输至行驶证处理模块，所述行驶证处理模块对接收的行驶证图像处理提取行驶证上的车辆信息，并将得到的车辆信息传输至所述检测报告输出模块；

(6)所述检测报告输出模块根据接收的车牌信息、最大黑度平均值及对应的有烟图像、车辆信息输出文档形式的检测报告。