析和數(shù)據(jù)組幀。其中，車牌定位裝 置以輪詢方式或者中斷方式接收至少一個(gè)激光器傳輸過(guò)來(lái)的激光器掃描線數(shù)據(jù)。該車牌定 位裝置對(duì)所接收到的激光器掃描線數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)并剔除幀頭與幀尾后提取有效數(shù)據(jù)。然后 將所提取的有效數(shù)據(jù)按照時(shí)間順序進(jìn)行匹配組幀，形成一幀掃描場(chǎng)景數(shù)據(jù)。
[0049]需要說(shuō)明的是，激光器掃描線是指，激光器掃描到車道路面或者車身上的點(diǎn)（該點(diǎn) 即為檢測(cè)點(diǎn)），按照激光器的掃描點(diǎn)的順序依次連接起來(lái)的虛擬連線。每一個(gè)激光器對(duì)應(yīng)一 條激光器掃描線。
[0050] 需要說(shuō)明的是，激光器掃描線數(shù)據(jù)包括各掃描點(diǎn)回波中的距離值、脈寬值和脈沖 峰值，還包括檢測(cè)區(qū)域內(nèi)車輛的寬度、高度、速度、實(shí)時(shí)位置等信息。
[0051] 2、激光數(shù)據(jù)坐標(biāo)變換。將所獲取的激光器掃描線數(shù)據(jù)中各掃描點(diǎn)計(jì)算得到的距離 值(激光器到探測(cè)點(diǎn)之間的距離)進(jìn)行坐標(biāo)變換，以獲取各掃描點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的探測(cè)點(diǎn)的車道坐 標(biāo)系數(shù)據(jù)(如圖3所示的車道坐標(biāo)系xyz)。也就是說(shuō)，根據(jù)激光器掃描線數(shù)據(jù)獲取的距離值 僅僅是激光器到探測(cè)點(diǎn)的距離，要將距離值轉(zhuǎn)化為車道坐標(biāo)系中的位置信息從而取當(dāng)前幀 數(shù)據(jù)。
[0052]實(shí)際應(yīng)用中，掃描角度為0~180度，每k度掃描一次，k取值在0.1度到2度之間。如 圖3所示，對(duì)于第m個(gè)激光數(shù)據(jù)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的車道坐標(biāo)Mx、My、Mz，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程如下：已知激光 器在車道坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為1_1^、1_激光器的傾斜角度是隊(duì)第" 1個(gè)點(diǎn)的激光距離數(shù)據(jù)為心 則：
[0053]
[0054]
[0055]
[0056] 式中，Lx、Ly、Lz表示激光器在車道坐標(biāo)系下的X軸、y軸和z軸坐標(biāo);M x、My、Mz表示激 光器掃描線第m個(gè)檢測(cè)點(diǎn)在車道坐標(biāo)系下的X軸、y軸和z軸坐標(biāo);S表示激光器到第m個(gè)檢測(cè) 點(diǎn)的激光距離，k表示激光器掃描間隔角度，β表示激光器掃描時(shí)傾斜角。
[0057] 3、本發(fā)明中還包括數(shù)據(jù)匹配過(guò)程。該匹配過(guò)程包括:對(duì)當(dāng)前幀數(shù)據(jù)與當(dāng)前場(chǎng)景下 的車輛的歷史幀數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。若數(shù)據(jù)匹配成功，則將該當(dāng)前幀數(shù)據(jù)存入對(duì)應(yīng)車輛的歷史 數(shù)據(jù)庫(kù)中，即該當(dāng)前幀數(shù)據(jù)成為歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中更新后的歷史幀數(shù)據(jù)。本發(fā)明中所有的歷史 幀數(shù)據(jù)不但包括車輛所對(duì)應(yīng)的激光器數(shù)據(jù)(激光器的位置坐標(biāo)、掃描角度和激光數(shù)據(jù)等）， 還包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的檢測(cè)點(diǎn)在車道坐標(biāo)系下的位置信息，以及中間數(shù)據(jù)(車輛編號(hào)、車輛第 一次被檢測(cè)到的時(shí)間、車輛左右位置和車頭坐標(biāo)等）。實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)歷史幀數(shù)據(jù)進(jìn)行索引 時(shí)，采用車輛編號(hào)作為歷史幀數(shù)據(jù)的索引標(biāo)識(shí)。
[0058]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中匹配是指，對(duì)比相同場(chǎng)景下兩幀數(shù)據(jù)，如果該兩幀數(shù)據(jù)包 括相同或一定閾值范圍內(nèi)相近的位置信息，則說(shuō)明該兩幀數(shù)據(jù)相符。如圖4所示，若圖4中代 表歷史幀數(shù)據(jù)，如果當(dāng)前幀數(shù)據(jù)與包含圖4中的車輛VI與車輛V2的波形，則說(shuō)明當(dāng)前幀數(shù)據(jù) 與歷史幀數(shù)據(jù)相同。如果當(dāng)前幀數(shù)據(jù)只包含車輛VI與車輛V2的波形，則說(shuō)明沒有新車輛觸 發(fā)激光器掃描線；如果當(dāng)前幀數(shù)據(jù)中除含車輛VI與車輛V2的波形外，還在第一路掃描數(shù)據(jù) 處產(chǎn)生變形，則說(shuō)明有新車輛觸發(fā)激光器掃描線。
[0059] 如圖3與圖5所示，圖3中一個(gè)激光器固定在龍門架上，沿著掃描線從行車方向的右 側(cè)向左側(cè)進(jìn)行掃描。需要說(shuō)明的是，該掃描線包括多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，激光器每次掃描一個(gè)檢測(cè) 點(diǎn)。如圖5所示，當(dāng)有多個(gè)激光器時(shí)，激光器掃描線的排列位置如圖5所示，在行車方向上按 照線1、線2……線N(代表有N個(gè)激光器)的順序依次分布，最后線1與線N之間以及行車道的 左邊界與右邊界構(gòu)成該N個(gè)激光器的檢測(cè)區(qū)域。4、判斷是否有車輛新觸發(fā)激光線。若沒有車 輛新進(jìn)入激光器掃描線，則該當(dāng)前幀數(shù)據(jù)處理過(guò)程結(jié)束，重新接收激光器掃描線數(shù)據(jù)。如圖 4所示，右邊凸起部分為車輛VI所在位置，左邊凸起部分為車輛V2所在位置。根據(jù)當(dāng)前幀的 數(shù)據(jù)特點(diǎn)，對(duì)當(dāng)前幀數(shù)據(jù)和當(dāng)前場(chǎng)景中車輛的歷史幀數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。當(dāng)匹配成功后將當(dāng)前 幀數(shù)據(jù)存入當(dāng)前場(chǎng)景中車輛的歷史數(shù)據(jù)中。對(duì)當(dāng)前場(chǎng)景中車輛進(jìn)行輪詢，若該車輛的歷史 幀數(shù)據(jù)中，除了當(dāng)前幀數(shù)據(jù)有第η條激光線的數(shù)據(jù)外，之前的歷史數(shù)據(jù)中都沒有第η條激光 線，則認(rèn)為該車輛新出發(fā)激光線需要計(jì)算車頭位置，則觸發(fā)位置即是車頭位置。
[0060] 其次，介紹S2、根據(jù)該車頭位置計(jì)算該車頭在抓拍相片中的左右位置與上下位置 從而獲取在抓拍相片中的車頭位置區(qū)域的步驟。
[0061] 根據(jù)車輛觸發(fā)激光器掃描線的觸發(fā)位置的坐標(biāo)信息得到車頭位置。然后根據(jù)車頭 位置以及該車輛在歷史幀數(shù)據(jù)在抓拍相片中確定一個(gè)車頭位置區(qū)域。該車頭位置區(qū)域需要 框住該車輛的車頭，且車牌也被包含在該車頭位置區(qū)域中。實(shí)際應(yīng)用中，該車頭位置區(qū)域的 高度和寬度的取值車牌真實(shí)大小的1.1~3倍之間。車牌區(qū)域極大概率完全框住車牌，但由 于各環(huán)節(jié)誤差或者車牌不在車頭中心等原因，極少情況下會(huì)出現(xiàn)車牌區(qū)域只能部分框住車 牌。
[0062] 如圖6所示，令照片像素坐標(biāo)原點(diǎn)在左上角，X軸從左到右，Υ軸從上到下。用Χ1、Χ2、 Υ1和Υ2分別表示車頭位置區(qū)域的左邊界像素值、右邊界像素值、上邊界像素值和下邊界像 素值。
[0063] 1、車頭位置區(qū)域的左邊界與右邊界的確定：
[0064] 根據(jù)車輛觸發(fā)激光器掃描線觸發(fā)位置得到車頭在車道坐標(biāo)系下的左右位置。然 后，根據(jù)相機(jī)轉(zhuǎn)換表對(duì)該車頭的左右位置作線性插值并映射至抓拍相片中從而獲取車頭在 抓拍相片中的左位置XI和右位置Χ2。
[0065]對(duì)線性差值方法進(jìn)行舉例說(shuō)明：已知某條垂直于行車方向的激光器掃描線上三點(diǎn) Ρ1、Ρ2、Ρ3在車道平面坐標(biāo)系（圖3中車道坐標(biāo)系xyz，去掉ζ軸后得到車道平面坐標(biāo)系）下坐 標(biāo)為(？口11，？口7)、（？口12，？?7)和(？?13，？? 7)，且知？1、？2點(diǎn)在照片中的像素坐標(biāo)值為(？11， Py)、（Px2，Py)。由幾何關(guān)系可知：
[0066]
[0067] 根據(jù)上式從而可得P3在照片中的像素坐標(biāo)系（圖6中像素坐標(biāo)系XY)下的坐標(biāo)為 (Px3，Py)，其中：
[0068]
[0069] 2、車頭位置區(qū)域的上邊界與下邊界的確定：
[0070] 查相機(jī)轉(zhuǎn)換表，找到車輛所觸發(fā)的激光器掃描線所對(duì)應(yīng)的像素值Y3。在像素值Y3 的基礎(chǔ)上進(jìn)行上下擴(kuò)展，擴(kuò)展量設(shè)為像素值Υ4,則有Υ1=Υ3-Υ4，Υ2 = Υ3+Υ4。
[0071] 再次，介紹S3、根據(jù)該車輛的所有歷史幀數(shù)據(jù)計(jì)算綜合置信權(quán)重與綜合左右邊界； 并根據(jù)所述綜合置信權(quán)重對(duì)該綜合左右邊界向內(nèi)收縮得到該車牌的左右位置，且根據(jù)第一 預(yù)設(shè)像素?cái)U(kuò)展量對(duì)所觸發(fā)的激光器掃描線在所述抓拍相片上的y軸像素值進(jìn)行上下擴(kuò)展得 到該車牌在所述抓拍相片中的上下位置從而獲取車牌位置區(qū)域的步驟。
[0072] 如圖6所示，令照片像素坐標(biāo)原點(diǎn)在左上角，X軸從左到右，Y軸從上到下。用xl、x2、 yl、y2分別表示車牌位置區(qū)域的左邊界像素值、右邊界像素值、上邊界像素值、下邊界像素 值。
[0073] 1、車牌位置區(qū)域的左邊界與右邊界的確定：
[0074] 獲取該車輛的全部歷史幀數(shù)據(jù)，計(jì)算其每一歷史幀數(shù)據(jù)的左右邊界及對(duì)應(yīng)置信權(quán) 重，采用加權(quán)平均的方式計(jì)算綜合左右邊界及綜合置信權(quán)重;根據(jù)綜合置信權(quán)重值的大小， 對(duì)綜合左右邊界進(jìn)行向內(nèi)收縮，得到車牌左右位置。
[0075] 對(duì)綜合左右邊界與綜合置信權(quán)重獲取方法進(jìn)行舉例說(shuō)明：
[0076]新觸發(fā)車輛共有η幀歷史幀數(shù)據(jù)，每幀歷史幀數(shù)據(jù)的左右邊界位置LXjPRh分別對(duì) 應(yīng)置信權(quán)重LFjPRFp其中下標(biāo)j是數(shù)據(jù)編號(hào)，取值從1到η。置信權(quán)重的評(píng)估方法可以參考相 關(guān)工程定義或者使用經(jīng)驗(yàn)公式。
[0077] Lx表示車輛的綜合左邊界位置，Rx表示車輛的綜合右邊界位置，Lf表示車輛的綜 合左置信權(quán)重，Rf表示車輛的綜合右置信權(quán)重;這四個(gè)量的計(jì)算方式為：
[0078]
[0079]
[0080]
[0081]
[0082]根據(jù)相機(jī)轉(zhuǎn)換表，將車輛的綜合左邊界位置和綜合右邊界位置利用線性差值方法 轉(zhuǎn)換為像素坐標(biāo)Lp和Rp。將車道坐標(biāo)利用線性差值轉(zhuǎn)換為像素坐標(biāo)的方法已經(jīng)在前面敘 述，此處不再贅述。Lp和Rp經(jīng)過(guò)向內(nèi)收縮，可以得到相機(jī)所用的車牌左右位置的像素值:xl = Lp+Xp，x2 = Rp-Xp。收縮量的大小Xp和車輛的綜合左置信權(quán)重Lf與綜合左置信權(quán)重Rf的 大小成正比，Lf和Rf值越大，收縮量Xp越大。收縮量Xp的取值有一定限制要求，使得收縮后 的車牌區(qū)域左右寬度大于真實(shí)車牌的寬度值。
[0083] 2、車牌位置區(qū)域的上邊界與下邊界的確定：
[0084] 獲取車輛所觸發(fā)的激光器掃描線所對(duì)應(yīng)的像素值￥3的7軸像素值。通常情況下，將 該y軸像素值作為車牌中心所對(duì)應(yīng)的像素值，然后對(duì)該y軸像素值進(jìn)行上下擴(kuò)展，擴(kuò)展量為 第一預(yù)設(shè)像素?cái)U(kuò)展量，這樣即可得到該車牌在抓拍相片中的上下位置。
[0085] 實(shí)際應(yīng)用中，直接將y軸像素值作為車牌中心所對(duì)應(yīng)的像素值會(huì)產(chǎn)生一定誤差。當(dāng) 要求精確確定車牌位置區(qū)域時(shí)，應(yīng)該盡量修復(fù)所述誤差。為此，本發(fā)明實(shí)施例中還包括對(duì)該 y軸像素值進(jìn)行修復(fù)的步驟。
[0086] 如圖7所示，當(dāng)從當(dāng)前幀數(shù)據(jù)提取到所觸