基于网络化的建筑工地渣土车视觉检测系统设计

摘要：针对渣土车监控系统，设计了系统的硬件结构，详细介绍系统组成，采用TCP/IP技术，完成对控制现场的网络化监控。通过现场测试证明，该系统实时性好，可靠性高。
关键词：渣土车检测；视觉检测；监控系统；TCP/IP
1引言
建筑渣土运输过程中造成路面污染是城市中屡见不鲜的现象。为了降低运输过程中对渣土车的监管难度，必须严格监督车辆在驶出工地前要达到合格标准。对于渣土车的“出门关”虽然有必须在车体覆盖严密、清扫清洗等步骤检查合格才能驶出工地的相关规定，但是通常建筑工地没有严格执行规定。并且由于采用人工方式监督，监察效果不理想，不合格渣土车驶出工地后在运输过程中势必给城市环境卫生造成很大污染。
根据前期调查发现，目前国内外还没有类似渣土车视觉检测系统的相关报道。目前主要依靠人工检测渣土车掉渣等是否违规，工作效率低，经常发生误检、漏检，违规渣土车污染环境但是无法追究肇事车辆的现象时有发生，严重影响城市环境卫生。
2系统设计
本文设计了基于机器视觉的渣土车检测系统，可以普遍应用于各个建筑工地和渣土车出现的场所。当渣土车进入监控路段，根据摄像机拍摄的渣土车图片分析、判断该车是否达到合格标准，大大提高了检测精度和工作效率。渣土车系统的现场示意图如图1所示。

图1渣土检测系统示意图
系统在需要监控的地段设置车辆触发装置，共需要2台车辆触发装置，1台用于告知系统渣土车辆的到来，1台用于告知系统渣土车辆的离开。系统采用2台摄像机，从车前右（或左）侧、后左（或右）侧实时拍摄渣土车掉渣土落地前的情况。
车辆经过第1个触发装置时将触发2台摄像机开始摄像，并且随着渣土车在监控区域的运动，系统将控制2台摄像机进行位置和焦距的调整从而获得最佳的成像角度和效果。所拍摄的2段视频的第1帧及最后一帧图像作为检测依据，通过相应的算法检测出渣土的掉落情况。一旦检测到掉落的渣土超标就将检测图片、视频及车辆信息数据通过网络发送到监控主机，保存在数据库中。每辆违规渣土车经过后都会有数据库的记录来作为以后查询及追究责任的证据。
3渣土检测系统
智能渣土检测系统继承了传统安检系统的基本功能，并对其实现方法加以改进，大大提高了检测效率和精度。在此基础上，还实现了远程图像传输和图像数据检索等，使系统功能得到进一步完善。渣土车辆检测系统的组成框图如图2所示。

图2渣上检测系统组成框图
渣土检测系统的主要功能模块如下：
3.1车辆触发装置
对于车辆的触发装置，目前最成熟的技术是地感线圈触发方式，可以应用于大部分建筑工地。但是该方法需要在监控区域进行土建，而且对地表环境有一定要求，对于有些建筑工地来说，可能达不到要求。对于达不到要求的建筑工地，系统可以采用光电开关作为渣土车辆的触发装置。但是光电开关作为触发装置也存在着不足，在大雨等恶劣天气下，可能无法正常工作。所以两种车辆触发装置各有优劣。
系统如果选用地感线圈作为车辆触发装置，装置直接将地感线圈的触发信号转化为电平信号或继电器信号输出。这样就可以方便地利用单片机将此信号通过串口发送到现场监控主机。
系统如选用光电开关作为车辆的触发装置，光电开关的输出一般是触点信号，同样可以通过单片机接收此信号并发送到监控现场PC机。光电开关的安装示意图如图3所示。

图3光电开关的安装示意图