区域高速公路网车辆行驶路径分析装置及分析方法与流程

本发明涉及区域高速公路网管理技术领域，特别涉及区域高速公路网车辆行驶路径分析装置及分析方法。

背景技术：

截至2016年，上海市高速公路里程达到825km。随着高速公路的路网规模越来越大，互通节点增加使路径的多义性问题突出。车辆行驶路径的不确定性，给联网收费系统确认每辆车的行驶路径带来困难，无法准确地计算通行费，也不能准确地将通行费分配给各个运营公司。此外，国家“营改增”政策的推出也要求高速公路收费系统实现精确收费、精确清分。

目前，如上海市的高速公路，采用收费的etc和mtc两种收费方式，均按照最短路径收费；导致在上海市高速公路路网内行驶的车辆不能区分行驶路径，无法实现按照精确行驶距离收费。

现有技术中，采用牌照识别方法，同行软件分析辨识车辆及经过路径，视频识别算法容易受环境及车牌污损影响，约10％车辆无法识别。

例如：《基于gsm基站id的高速东路路径识别通行卡及识别方法》(申请号201510372424.5)，以及《基于移动网络的高速公路车辆形势和路径识别系统及实现方法》(申请号201010227386.1)，这两项已专利中所公开的技术方案，均利用gsm基站捕获基站范围内通行卡信息，进而识别车辆位置，不足处是通行卡为有源卡、成本高。

例如：《一种基于卫星定位的高速公路多义性路径识别通行卡及实现方法》(申请号201510188443.2)，公开的技术中利用卫星定位信息确定车辆位置，卫星定位难免有误差，对穿行地下通道等环境无效。

例如：《一种高速公路联网收费二义性路径识别系统及其识别方法》(申请号200610050389.6)发明专利，公开的技术方案中利用设置路径识别卡及读写装置、n个电子路标，以无线连接方式交互信息，与原收费系统配套使用。

例如：《高速公路全功能路径识别收费双源多频读写系统》(申请号20141086194.9)发明专利，《高速公路中使用的远程有源射频识别装置的通信控制方法》(申请号201110334088.7)发明专利，公开的技术中提供高速公路全功能路径识别收费双源多频读写系统，同时兼容mtc和etc收费方式，对所有车辆属性路径识别收费功能，通信频段为840至845mhz或920至925mhz。

以上几项已公开专利，均利用射频卡或rfid读写信息来识别车辆路径，其装设射频卡为有源读写卡，高速应用环境下对读写数据可靠性要求高，同时有源的多频读写系统与原收费系统完全不同，需新建。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供区域高速公路网车辆行驶路径分析装置及分析方法，实现的目的之一是采用车辆多源信息编码加权辨识处理，以车辆属性特征对路段途径车辆进行信息获取，对无法识别车牌的车辆，采用模式识别方法提取车辆特征识别车辆。

为实现上述目的，本发明提供了区域高速公路网车辆行驶路径分析装置，包括车辆信息采样模块。

其中，所述车辆信息采样模块包括互补视角摄像机、高度传感器、图像信息传输器；多台所述摄像机分别设置在高速公路的各个车道，本装置在同一位置点布置两套互补视角摄像机，获取车辆经过时前视及后视图像。

所述摄像机拍摄行驶在所述车道上的车辆形成车辆图像信息，所述摄像机的视频采集为视频触发，有车辆经过时自动捕获图像信息，所述摄像机与所述图像信息传输器连接，籍由图像信息传输器将所述车辆图像信息传送到车辆识别模块。

所述车辆识别模块对所述车辆图像信息进行处理后形成车辆编码，并将所述车辆编码传送至高速公路收费系统，所述车辆编码包括被拍摄车辆的拍摄时间、拍摄地点、车牌、前排座位人数、车身颜色、车型、车系、车标、车身高度及附属信息等。

所述高速公路收费系统内设有多组所述路径识别模块，依次接收所述车辆识别模块输入的所述车辆编码，所述路径识别模块包括通信模块、存储模块、数据处理模块；所述存储模块存储所述车辆识别模块输入的所述车辆编码，所述数据处理模块对车辆编码进行处理并得出车辆行驶路径信息，所述通信模块将所述车辆行驶路径信息发送至中央收费系统。

优选的，所述车道上设有龙门架，所述摄像机、所述高度传感器固定在所述龙门架上,所述龙门架上设置两套所述摄像机,且两套所述摄像机的拍摄视角度互补。

优选的，所述摄像机上设有高度监测传感器。

本发明还提供了一种区域高速公路网车辆行驶路径分析装置的分析方法，步骤如下：

a.所述摄像机对行驶在所述车道上的车辆进行拍摄，并将拍摄的所述车辆图像信息经所述图像信息传输器传送至所述车辆识别模块；

b.所述车辆识别模块对所述车辆图像信息进行图像分析及处理，形成车辆编码，并将所述车辆编码发送至所述路径识别模块；

c.所述路径识别模块对所述车辆编码进行精确车牌识别车辆；如精确车牌识别失败，则对所述车辆编码进行加权辨识处理识别车辆；

d.对识别车辆进行多义路径确认，并将路径信息发送至所述中央收费系统；

e.所述中央收费系统根据所述路径信息进行精确里程计算和通行费用计算。

优选的，步骤b中所述车辆识别模块对所述车辆图像信息进行图像分析及处理是多源信息编码，所述多源信息编码是一种编码方法是指对所述车辆图像信息分析处理，对拍摄时间、拍摄地点、车牌、前排座位人、车身高度、车身颜色、车型、车系、车标进行编码最终形成所述车辆编码。

优选的，所述车辆编码包括七个部分；第一部分表示拍摄地点与拍摄时间；第二部分表示车牌号码；第三部分表示前排人数；第四部分表示车身颜色、车身高度；第五部分表示品牌、车型、车系；第六部分表示临时牌照或者无牌；第七部分为附加代码，用于备注特殊车辆。

本发明的有益效果：

本发明采用车辆多源信息编码对车辆图像信息加权辨识处理，以车辆属性特征对路段途径车辆进行信息获取，对无法识别车牌的车辆，采用模式识别方法提取车辆特征识别车辆。克服现有技术由于车牌缺失、无法看清等情况无法获取车牌信息所导致的无法识别车辆的缺陷。

本发明与高速公路原有收费系统全兼容，可利用原来收费系统的视频监控系统、通信系统、龙门架及管线等设施，根据需要增补前端现场信息采集设备，对收费站及中心增加对应信息处理系统可解决路径识别，并根据精确路径收费及清分。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出的是本发明一实施例中采样模块的结构示意图。

图2示出的是本发明一实施例中车辆识别模块和高速公路收费系统之间关系的结构示意图。

图3示出的是本发明辨识方法的流程图。

具体实施方式

实施例

如图1和图2所示，区域高速公路网车辆行驶路径分析装置，包括车辆信息采样模块。

其中，车辆信息采样模块包括摄像机3，图像信息传输器4；多台摄像机3分别设置在高速公路的各个车道1，摄像机3拍摄行驶在车道1上的车辆形成车辆图像信息，摄像机3与图像信息传输器4连接，籍由图像信息传输器4将车辆图像信息传送到车辆识别模块。

车辆识别模块对车辆图像信息进行处理后形成车辆编码，并将车辆编码传送至高速公路收费系统，车辆编码包括被拍摄车辆的拍摄时间、拍摄地点、车牌、前排座位人数、车身颜色、车身高度、车型、车系、车标。

高速公路收费系统内设有多组路径识别模块，依次接收车辆识别模块输入的车辆编码，路径识别模块包括通信模块、存储模块、数据处理模块；存储模块存储车辆识别模块输入的车辆编码，数据处理模块对车辆编码进行处理并得出车辆行驶路径信息，通信模块将车辆行驶路径信息发送至中央收费系统。

在某些实施例中，车道1上设有龙门架2，摄像机3、高度传感器固定在龙门架2上，龙门架2上设置两套摄像机3,且两套摄像机3的拍摄视角度互补。

现有车道监控摄像机多为每车道设置1台，或3车道设置1台；本装置在同一位置点布置两套互补视角摄像机，获取车辆经过时前视及后视图像。能够跟好的采集车辆图像信息。

在某些实施例中，所述摄像机3上设有高度监测传感器5。

如图3所示，本发明还提供了一种区域高速公路网车辆行驶路径分析装置的分析方法，步骤如下：

a.摄像机3对行驶在车道1上的车辆进行拍摄，并将拍摄的车辆图像信息经图像信息传输器4传送至车辆识别模块；

b.车辆识别模块对车辆图像信息进行图像分析及处理，形成车辆编码，并将车辆编码发送至路径识别模块；

c.路径识别模块对车辆编码进行精确车牌识别车辆；如精确车牌识别失败，则对车辆编码进行加权辨识处理识别车辆；

d.对识别车辆进行多义路径确认，并将路径信息发送至中央收费系统；

e.中央收费系统根据路径信息进行精确里程计算和通行费用计算；然后将计算得出的收费信息发送到相应的收费站。

在某些实施例中，步骤b中车辆识别模块对车辆图像信息进行图像分析及处理是多源信息编码，多源信息编码是一种编码方法是指对车辆图像信息分析处理，对拍摄时间、拍摄地点、车牌、前排座位人、车身颜色、车身高度、车型、车系、车标进行编码最终形成车辆编码。

在某些实施例中，车辆编码包括七个部分；第一部分表示拍摄地点与拍摄时间；第二部分表示车牌号码；第三部分表示前排人数；第四部分表示车身颜色、车身高度；第五部分表示品牌、车型、车系；第六部分表示临时牌照或者无牌；第七部分为附加代码，用于备注特殊车辆。

本发明的原理在于：以牌照识别结论为基础，附加其他可以车辆属性特征对路段途径车辆进行信息获取，具体包括车身高度、车牌、车辆颜色、车型、前排乘坐人数、无牌车等。

在出口收费时，通过多信息源分析比对，例如1中多种识别信息结论编码，核对结论识别判断为一辆车，采用车辆多源信息编码加权辨识处理，并识别途径路径。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。