一種城市智能交通中提高電子收費可靠性的系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種城市智能交通中提高電子收費可靠性的系統，該系統包括：車牌識別子系統，采集車輛圖像信息，并將其發送給后臺服務器系統；車輛識別子系統，采集車輛射頻信息，并將其發送給后臺服務器系統；供電系統，為兩子系統提供供電電源；后臺服務器系統，接收車牌識別子系統與車輛識別子系統發送的車輛信息，并對于接收到的車輛信息進行信息融合，實現對于車輛的綜合識別。本發明還公開了一種城市智能交通中提高電子收費可靠性的方法。本發明充分利用車牌識別系統及車輛識別系統的優勢，盡可能的減少外部阻擋及干擾對于車輛信息的采集，通過增加車輛信息采集的技術方法及數據融合技術以提高城市道路中電子收費的可靠性。
【專利說明】—種城市智能交通中提高電子收費可靠性的系統及方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及智能交通【技術領域】，特別是一種城市智能交通中提高電子收費可靠性的系統及方法。

【背景技術】
[0002]城市道路擁堵問題是世界各個國家共同面臨的重要城市問題之一，早在上世紀20年代，國外的經濟學家們就在對通過收費的方式解決交通擁堵問題進行探索。隨著城市化和機動化進程的不斷加快，城市交通的供需矛盾越來越突出，交通擁堵的情況也日益嚴重，尤其在一線城市的中心城區路段長期存在交通擁堵現象，而交通擁堵必然造成時間，財力等成本的增加，影響人們的工作與生活，也阻礙了經濟的可持續發展，因此解決交通擁堵問題既具有經濟意義又具有社會意義。在擁堵收費實踐方面，新加坡、倫敦、斯德哥爾摩、美國等各個國家和地區已經實施擁堵收費，最具代表性的是新加坡和倫敦。新加坡采用基于射頻技術的電子道路計價系統(ERP)，倫敦采用基于視頻圖像識別的車牌號自動識別技術(VLRP)。雖然國外有很多成功的擁堵收費經驗,然而到目前為止國內還沒有任何一個城市實施擁堵收費，但是包括上海、北京、廣州等在內的各大城市已經在開展相應擁堵收費系統的研究。
[0003]現階段擁堵收費的技術手段主要包括基于視頻圖像處理的車牌識別(VLRP)，基于射頻微波、紅外、激光等方式的車輛識別(AVI)以及基于衛星定位系統(GPS)和全球移動通信系統(GSM)的車輛定位系統(APS)三種技術路線。VLRP技術比較成熟，不需要安裝車載裝置，不會受電磁干擾的影響，其對車牌的識別率主要依賴于系統攝像機能否清晰的抓拍到車輛的車牌圖像，但該技術容易受到天氣狀況、光照和車輛擁堵等情況的影響，尤其在城市擁堵路段，車與車的間隙小，車輛間阻擋嚴重，以上因素必然會大大降低視頻識別的準確率。AVI技術成熟，系統完整性好，主要采用5.8GHz,2.45GHz的DSRC等射頻通信技術，射頻微波通信在可視，干擾較少的條件下通信可靠性較大，而在城市擁堵路段，車間阻擋嚴重，另外由于2.4GHz為公用免費頻段，該頻段下的無線通信設備較多，必然會對車路通信造成嚴重的干擾；在我國，5.SGHz為收費頻段，這必然會限制識別技術的推廣與普及，另外雖然
5.SGHz下的通信設備較少，但是隨著該頻段下的無線通信設備的增多，也必然會對車路通信造成影響，降低車路識別的準確率。VPS收費技術可提供靈活的收費區域定義和靈活的費用支付，車載裝置可擴展性強，但是用戶OBU成本高，而且車載電子地圖更新復雜，如果系統設計不合理，將會涉及到用戶的隱私問題，另外在城市道路中GPS定位信號容易受到建筑物的阻擋，影響車輛的定位，需要輔助系統支持。
[0004]因此，利用VLRP技術及AVI技術的優勢，對車牌識別系統采集的車輛數據信息與車路識別系統采集的數據信息運用數據融合算法，設計一種在城市智能交通中提高電子收費可靠性的系統及方法，該系統可以提高對車輛信息準確性，增加電子收費的可靠性，減少人力資源的消耗，對于解決城市車輛擁堵現象具有重要的意義。


【發明內容】

[0005]本發明的目的是為了提高城市擁堵路段電子收費可靠性，從而提出了一種城市智能交通中提高電子收費可靠性的系統和方法，本發明運用車牌識別技術(VLRP)、車輛識別技術(AVI)以及數據融合技術，大大地提高了獲取車輛信息的準確性。
[0006]根據本發明一方面，提出一種城市智能交通中提高電子收費可靠性的系統，該系統包括:車牌識別子系統、車輛識別子系統、供電系統和后臺服務器系統，其中:
[0007]所述車牌識別子系統與所述后臺服務器系統連接，用于對于車輛圖像信息進行采集，并將采集到的信息發送給后臺服務器系統；
[0008]所述車輛識別子系統與所述后臺服務器系統連接，用于對于車輛射頻信息進行采集，并將采集到的信息發送給后臺服務器系統；
[0009]所述供電系統與所述車牌識別子系統和車輛識別子系統連接，用于為所述車牌識別子系統和車輛識別子系統提供供電電源；
[0010]所述后臺服務器系統與所述車牌識別子系統和車輛識別子系統連接，用于接收所述車牌識別子系統與車路識別子系統發送的車輛信息，并對于接收到的車輛信息進行信息融合，實現對于車輛的綜合識別。
[0011]根據本發明另一方面，提出一種城市智能交通中提高電子收費可靠性的方法，該方法包括以下步驟:
[0012]步驟S1:車牌識別子系統通過攝像機采集覆蓋范圍內車輛的車牌圖像信息，根據車牌圖像信息進行車牌識別，并所述車牌圖像信息和車牌識別結果發送至后臺服務器系統；
[0013]步驟S2:車輛識別子系統通過路側節點與車載節點之間的信息交互獲取車輛的電子車牌等射頻信息，并將車輛射頻信息發送至后臺服務器系統；
[0014]步驟S3:所述后臺服務器系統接收所述車牌識別子系統與車路識別子系統發送的車輛信息，并對于接收到的車輛信息進行信息融合，實現對于車輛的綜合識別。
[0015]本發明利用VLRP技術及AVI技術的優勢，通過兩種技術手段獲取車輛信息，利用后臺數據融合技術對于接收數據的實時自動分析、綜合，完成對車輛信息的更為正確、全面的獲取，并完成相應的后臺扣費與信息存儲等功能，從而避免了單一技術對于車輛信息獲取的局限性，大大地提高了獲取車輛信息的準確性，提高城市擁堵路段電子收費可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發明城市智能交通中提高電子收費可靠性的系統的結構示意圖；
[0017]圖2為本發明VLRP子系統的組成及部署示意圖；
[0018]圖3為本發明AVI子系統的組成及部署示意圖；
[0019]圖4為本發明城市智能交通中提高電子收費可靠性的方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0020]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0021]圖1是本發明城市智能交通中提高電子收費可靠性的系統的結構示意圖，如圖1所示，所述系統包括:車牌識別(VLPR)子系統1、車輛識別(AVI)子系統2、供電系統3和后臺服務器系統4,其中:
[0022]所述車牌識別(VLPR)子系統I與所述后臺服務器系統4連接，用于對于車輛的車牌等圖像信息進行采集，并將采集到的信息發送給后臺服務器系統4 ；
[0023]所述車輛識別(AVI)子系統2與所述后臺服務器系統4連接，用于對于車輛的電子車牌等射頻信息進行采集，并將采集到的信息發送給后臺服務器系統4 ；
[0024]在本發明一實施例中，所述車牌識別(VLPR)子系統I和車輛識別(AVI)子系統2通過有線或無線數據傳輸網絡與所述后臺服務器系統4連接，比如3G通信網絡、internet網絡、LAN等數據傳輸網絡。
[0025]所述供電系統3與所述車牌識別(VLPR)子系統I和車輛識別(AVI)子系統2連接，用于為所述車牌識別(VLPR)子系統I和車輛識別(AVI)子系統2提供供電電源；
[0026]所述后臺服務器系統4與所述車牌識別(VLPR)子系統I和車輛識別(AVI)子系統2連接，用于接收所述車牌識別(VLPR)子系統I與車路識別(AVI)子系統2發送的車輛信息，并對于接收到的車輛信息進行信息融合，實現對于車輛的綜合識別，完成對于車輛信息的正確、全面的獲取。
[0027]所述信息融合至少包括自動分析、信息綜合等過程。
[0028]在本發明一實施例中，所述后臺服務器系統4還能夠根據對于車輛的識別結果進行自動扣費，以及存儲所接收到的信息，以實現擁堵路段更為可靠的電子收費及數據存儲。
[0029]圖2為本發明VLRP子系統的組成及部署不意圖，如圖2所不，所述VLPR子系統I包括攝像機1-1、處理和發送模塊，其中:
[0030]所述攝像機1-1安裝在具有一定高度的位置處(比如可安裝在龍門架上)，以對攝像覆蓋范圍內的車輛進行車牌圖像采集，并將采集得到的車牌圖像信息發送給所述處理和發送模塊；
[0031]所述處理和發送模塊用于根據接收到的車牌圖像信息進行車牌識別，并將所述車牌圖像信息和車牌識別結果發送至所述后臺服務器系統4。
[0032]在實際應用中，所述處理和發送模塊可與所述攝像機1-1集成在一起，當然也可以獨立存在，本發明中對此不作具體限定。
[0033]在本發明一實施例中，所述VLPR子系統I還包括補光燈1-2，所述補光燈1_2安裝在所述攝像機1-1的附近，用于在環境光線相對較弱無法滿足車牌識別需求時，增加光線的補充。
[0034]圖3為本發明AVI子系統的組成及部署不意圖，如圖3所不，所述AVI子系統2包括路側節點2-1、車載節點2-2和發送模塊，其中:
[0035]所述路側節點2-1安裝在具有一定高度的位置處(比如可安裝在與所述攝像機1-1相同的龍門架上)，用于與所述車載節點2-2進行通信，獲取車輛的電子車牌等射頻信息，并將獲得的車輛射頻信息發送給所述發送模塊；
[0036]在本發明一實施例中，所述路側節點2-1通過微波無線信號與車載節點2-2進行通信。
[0037]所述車載節點2-2安裝于車輛上，比如可安裝在所述車輛的擋風玻璃前；
[0038]所述發送模塊用于將接收到的車輛射頻信息發送至所述后臺服務器系統4。
[0039]在實際應用中，所述發送模塊可與所述路側節點2-1集成在一起，當然也可以獨立存在，本發明中對此不作具體限定。
[0040]圖4為本發明城市智能交通中提高電子收費可靠性的方法的流程圖，如圖4所示，所述方法包括以下步驟:
[0041]步驟S1:車牌識別(VLRP)子系統I通過攝像機1_1采集覆蓋范圍內車輛的車牌圖像信息，根據車牌圖像信息進行車牌識別，并所述車牌圖像信息和車牌識別結果發送至后臺服務器系統4 ；
[0042]步驟S2:車輛識別(AVI)子系統2通過路側節點與車載節點之間的信息交互獲取車輛的電子車牌等射頻信息，并將車輛射頻信息發送至后臺服務器系統4 ；
[0043]步驟S3:所述后臺服務器系統4接收所述車牌識別(VLPR)子系統I與車路識別(AVI)子系統2發送的車輛信息，并對于接收到的車輛信息進行信息融合，實現對于車輛的綜合識別，完成對于車輛信息的正確、全面的獲取。
[0044]所述信息融合至少包括自動分析、信息綜合等過程。
[0045]在本發明一實施例中，所述方法還包括所述后臺服務器系統4根據對于車輛的識別結果進行自動扣費，以及存儲所接收到的信息的步驟，以實現擁堵路段更為可靠的電子收費及數據存儲。
[0046]綜上，本發明充分利用車牌識別系統及車輛識別系統的優勢，盡可能的減少外部阻擋及干擾對于車輛信息的采集，通過增加車輛信息采集的技術方法及數據融合技術以提高城市道路中電子收費的可靠性。
[0047]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種城市智能交通中提高電子收費可靠性的系統，其特征在于，該系統包括:車牌識別子系統、車輛識別子系統、供電系統和后臺服務器系統，其中: 所述車牌識別子系統與所述后臺服務器系統連接，用于對于車輛圖像信息進行采集，并將采集到的信息發送給后臺服務器系統； 所述車輛識別子系統與所述后臺服務器系統連接，用于對于車輛射頻信息進行采集，并將采集到的信息發送給后臺服務器系統； 所述供電系統與所述車牌識別子系統和車輛識別子系統連接，用于為所述車牌識別子系統和車輛識別子系統提供供電電源； 所述后臺服務器系統與所述車牌識別子系統和車輛識別子系統連接，用于接收所述車牌識別子系統與車路識別子系統發送的車輛信息，并對于接收到的車輛信息進行信息融合，實現對于車輛的綜合識別。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述信息融合至少包括自動分析和信息綜合。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述后臺服務器系統4還能夠根據對于車輛的識別結果進行自動扣費，存儲所接收到的信息。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述車牌識別子系統包括攝像機、處理和發送模塊，其中: 所述攝像機安裝在具有一定高度的位置處，以對攝像覆蓋范圍內的車輛進行車牌圖像采集，并將采集得到的車牌圖像信息發送給所述處理和發送模塊； 所述處理和發送模塊用于根據接收到的車牌圖像信息進行車牌識別，并將所述車牌圖像信息和車牌識別結果發送至所述后臺服務器系統。
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述車牌識別子系統還包括補光燈，所述補光燈安裝在所述攝像機的附近，用于在環境光線相對較弱無法滿足車牌識別需求時，增加光線的補充。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述車輛識別子系統包括路側節點、車載節點和發送模塊，其中: 所述路側節點安裝在具有一定高度的位置處，用于與所述車載節點進行通信，獲取車輛射頻信息，并將獲得的車輛射頻信息發送給所述發送模塊； 所述車載節點安裝于車輛上； 所述發送模塊用于將接收到的車輛射頻信息發送至所述后臺服務器系統。
7.一種城市智能交通中提高電子收費可靠性的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟S1:車牌識別子系統通過攝像機采集覆蓋范圍內車輛的車牌圖像信息，根據車牌圖像信息進行車牌識別，并所述車牌圖像信息和車牌識別結果發送至后臺服務器系統；步驟S2:車輛識別子系統通過路側節點與車載節點之間的信息交互獲取車輛的電子車牌等射頻信息，并將車輛射頻信息發送至后臺服務器系統； 步驟S3:所述后臺服務器系統接收所述車牌識別子系統與車路識別子系統發送的車輛信息，并對于接收到的車輛信息進行信息融合，實現對于車輛的綜合識別。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述信息融合至少包括自動分析和信息綜合。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括所述后臺服務器系統根據對于車輛的識別結果進行自動扣費的步驟。
10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括所述后臺服務器系統對于所接收到的信息進行存儲的步驟。
【文檔編號】G07B15/06GK104134239SQ201410363510
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】王飛躍, 陳世超, 朱鳳華, 田濱, 楊柳青, 熊剛, 韓雙雙, 黃武陵 申請人:中國科學院自動化研究所