[发明专利]基于树莓派的厢式货车厢门开度监控装置及系统

说明书

本发明提供基于树莓派的厢式货车厢门开度监控装置及系统，以树莓派为处理平台，通过对货车尾部进行图像采集，经两次差分处理分别获取厢门区域的上下界线，对截取的厢门区域图像经边缘提取及形态学处理后获得二值化图像，基于霍夫变换根据从图像特点中归纳出来的启发式规则筛选出两侧厢门的上缘并据此计算厢门的开度。基于计算出的厢门开度和检测到的行驶速度来判断货车的状态并在有潜在风险时进行告警反馈，在出口处对未关严厢门的货车进行拦阻管理。本发明能对货车厢门的打开角度进行量化监测，通过启发式规则对直线集进行筛选，可以准确获取厢门的棱线，通过建立深度学习网络能同时识别车型和厢门ROI区域，提高了系统的鲁棒性且减小了计算量。

技术领域

本发明专利属于物流运输领域，具体涉及基于树莓派的厢式货车厢门开度监控装置及系统。

背景技术

现代经济社会中，面对市场和客户进行快速响应与供应链建立的能力，业已成为企业间竞争的最重要因素之一。因此，企业物流能力的培养与提高成为现代物流发展的重要推动力量。由于物流园区在经济规模、地理分布、建设运作方式等方面具有明显的规模优势与聚集效应。我国目前基本形成了全国从南到北、从东到西的物流园区建设发展局面。物流园区的占地规模较大，一般以仓储、运输、加工等用地为主，同时还包括一定的与之配套的信息、咨询、维修、综合服务等设施用地。物流园区出现以后，减轻了物流对城市交通的压力，提高了物流经营的规模效益，满足了仓库建设大型化发展趋势和货物联运发展的需求。作为世界物流大国，我国各类物流园区超过2000个，物流基础设施建设取得积极成果。

虽然我国物流园区取得了明显成效，但是在发展中也产生了很多新的技术需求。如物流园区服务能力不充分，信息化、网络化水平不高。在物流运输的各环节中数据采集与交互的手段还不够丰富，监控措施不足。其中，货车在物流园区的出入、通行管理的监控与规范需求，表现得越来越突出。

相比其它普通货车，厢式货车具有机动灵活、工作高效、运输量大及安全、可靠等优点。因此，厢式货车被广泛应用于物流运输中。厢式货车是全天候的运载工具，既可以在市际各种公路上，也可在城市市区内完成运输任务，其比普通货车更加安全、整洁，且下雨不会淋湿货物。厢式货车都必须设置后门，门的设置为装卸货物提供了条件，且门的开启角必须达到一定的设计要求，才能完全完成货物的安全装卸和充分发挥厢式货车的使用功能。按照ZB T52006《厢式货车通用技术条件》的规定，厢式货车的后门开启角为270度。

物流运输中的厢式货车如果在高速行车时厢门未关好，则可能导致货物掉落造成经济损失；而左右摇晃的厢门还可能伤及行人，引发交通事故。关于这类事故的报道很多，如在宁波，一辆重型厢式货车由于厢门没有关牢，厢门打开把收费站的限高杆给撞坏；在温州一辆货车因未关上车厢门，导致车门撞上了一名散步的老人；还有在山西，车的后厢门没关好，行驶过程中甩来甩去，吓得过往车辆纷纷避让，差点引发严重的交通事故。

目前，已经有一些厢门检测相关的技术方案，如申请号为2018102987891的中国专利申请，通过接触块的通断来判断车箱门是否关闭，申请号为2016200489718的中国专利申请则通过触点式机械门锁来采集车箱门的开关信息，而申请号为2017109280143的中国专利申请则通过光电发射、接收模块来实现开度检测的传感从而实现对私家车非法开门的监测。以上方案均为从车内部对车门状态进行检测，无法实现外部监督。

货车由于厢门未关好而将为公路运输带来很大的安全隐患，为此，在物流园的出入管理中，急需能自动识别货车厢门是否关好的设备和系统，通过对厢式货车厢门状态的自动检测和提醒及控制，能及时预防货物损失、人员伤害事故的发生。

树莓派作为一款单板计算机已经推出多年了，虽然一开始是针对教育领域推出的，但由于它的开源硬件特性，得到了开源社区的大量支持，其相关的软件资源很丰富，开发新应用的速度可以更快。目前应用较广的树莓派3B具有多个摄像头接口。只有信用卡大小的树莓派，具有较强的处理能力和丰富的接口，已被广泛用于各种移动式或嵌入式解决方案中，其性价比很高。

发明内容