一种车辆收费管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机视觉和车辆电子收费领域，尤其涉及一种车辆收费管理系统。
【背景技术】
[0002]随着我国大、中城市机动车保有量的大幅增加，由于城市的辐射式发展是的基础设施和硬件资源不平衡，也加剧了城市核心区的交通拥堵和车位紧张。严重的交通拥堵不仅降低了市民的出现效率，而且加剧了能源消耗和环境污染。
[0003]在核心区域实行机动车拥堵收费制度是一种可行的解决方案，是指在核心区关键路段通过架设不停车收费系统，记录进入、离开核心区域车辆的牌照、时间点，计算车辆在核心区的停留时间并收取一定数额的交通拥堵费。以此来减少机动车进入核心区的数量和停留时间，从而达到以经济手段提高公交出行比例、降低机动车用车率、缓解交通拥堵、缓解燃油消耗和环境污染的目的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种基于高速图像采集的车辆拥堵收费实现方法，从而实现高速图像及RFID信息采集、车牌识别、车辆定位、车辆信息同步、车辆比对，并将车辆捕获数据实时上传至收费结算系统。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种车辆收费管理系统，该系统包括:图像采集装置，用于采集待测路段的车辆图像;信息采集装置，用于采集待测路段的车辆信息；图像处理装置，用于对所述图像采集装置采集的车辆图像进行分析，实现车辆定位、车牌提取、车牌识别和信息输出；并将所述信息采集装置采集的车辆信息与进行分析后的车辆图像信息进行对比和校正，将正确的车辆信息提交收费结算系统。
[0006]优选地，在上述系统中，图像处理装置包括:第一功能模块，用于车辆图像进行检测处理，对粗定位的车辆目标进行车牌定位、识别；第二功能模块，用于根据车牌定位和识别数据对车辆进行精确定位;第三功能模块，用于将所述信息采集装置采集的车辆信息与车辆位置信息、采集时间、车牌数据进行对比和校正，将正确的车辆信息提交收费结算系统。
[0007]优选地，在上述系统中，第三功能模块还用于，将不符合要求或同步异常的数据单独保存并生成异常信息报警记录。
[0008]优选地，在上述系统中，第一功能模块由现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGate Array，简称FPGA)模块实现，FPGA模块内嵌车辆定位算法和车辆检测算法。
[0009]优选地，在上述系统中，第二功能模块由数字信号处理(DigitalSignalProcessing,简称DSP)模块实现，所述DSP模块内嵌车牌识别算法和车牌定位算法。
[0010]优选地，在上述系统中，第三功能模块由Acorn精简指令集机器(AcornRISCMachine，简称ARM)模块实现，所述ARM模块内嵌车辆同步算法和车辆比对算法。
[0011]优选地，在上述系统中，图像处理装置内置车牌过滤算法，对压线行驶车辆车道同时抓拍时，只输出一辆抓拍信息，防止重复扣款。
[0012]优选地，在上述系统中，图像采集装置采用互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)摄像机，所述CMOS摄像机架设在待测路段龙门架或T型立杆上，每个CMOS摄像机拍摄区域覆盖1.5个车道，两条车道架设两台CMOS摄像机，并在两条车道分界区域形成交叉拍摄区，防止车辆漏拍。
[0013]优选地，在上述系统中，信息采集装置采用射频识别(Rad1Frequency Identificat1n，简称RFID)信息采集装置，所述RFID信息采集装置架设在待测路段龙门架或T型立杆上，通过其天线准确定位车辆RFID位置和车辆信息，并上传至所述图像处理装置。
[0014]优选地，在上述系统中，图像采集装置和信息采集装置通过以太网接入所述图像处理装置，所述图像处理装置将处理后数据通过光纤上传收费结算系统。
[0015]本发明处理速度快、图像输出帧率高、车辆定位精度准、车牌识别精度高、适应车速快(能够适应180km/h)等优势，未来在智能交通不停车收费管理领域具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例提供的一种车辆收费管理系统应用场景示意图；
[0017]图2为本发明实施例提供的一种车辆收费管理系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]通过以下结合附图以举例方式对本发明的实施方式进行详细描述后，本发明的其他特征、特点和优点将会更加明显。
[0019]图1为本发明实施例提供的一种车辆收费管理系统应用场景示意图。如图1所示，在待测路段架设龙门架或T型立杆，并在每个车道正上方分别安装1套300FPS高清CMOS摄像机和RFID信息采集装置。其中，CMOS摄像机拍摄区域覆盖1.5个车道，两条车道架设两台CMOS摄像机，并在两条车道分界区域形成交叉拍摄区，防止车辆漏拍;RFID信息采集装置覆盖范围与CMOS摄像机覆盖范围重合，其工作频率与视频分析频率保持一致，以便于之后的车辆数据同步计算。
[0020]图2为本发明实施例提供的一种车辆收费管理系统结构示意图。如图2所示，该系统包括:CMOS摄像机11、RFID信息采集装置12、图像处理装置20和收费结算系统30，其中图像处理装置20包括:FPGA模块21、DSP模块22和ARM模块23。其中，CMOS摄像机11和RFID信息采集装置12通过以太网接入图像处理装置20，图像处理装置20采用内嵌的视频检测算法、车辆识别算法、车辆定位算法、车辆信息同步和车辆比对算法对输入的信息进行处理，并将处理后数据通过光纤上传收费结算系统30。
[0021]具体地，图像采集装置采用CMOS摄像机11进行高速图像采集，其每秒图像采集和输出帧率高达300FPSXM0S摄像机11可以架设在待测路段龙门架或T型立杆上，每个CMOS摄像机11拍摄区域覆盖1.5个车道，两条车道架设两台CMOS摄像机，并在两条车道分界区域形成交叉拍摄区，防止车辆漏拍。CMOS摄像机11采集的车辆图像通过以太网发送给图像处理装置20。
[0022]采用传统的CCD摄像机进行图像采集时，其最高帧率目前仅为30FPS，远远达不到拥堵收费系统所要求的车辆位置输出帧率不少于100FPS的要求。
[0023]信息采集装置采用RFID信息采集装置12，RFID信息采集装置12同样架设在待测路段龙门架或T型立杆上，通过其天线准确定位车辆RFID位置和车辆信息，并通过以太网上传至图像处理装置20。
[0024]RFID技术目前已经被广泛应用于高速公路收费、停车场收费等领域，但是，在上述区域中均通过布设减速带、安装自动栏杆等方式将车辆平均速度降低至20KM-40KM/H才能正确采集信息；而在城市拥堵收费领域中为了不影响正常的