一种城市智能交通中提高电子收费可靠性的系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种城市智能交通中提高电子收费可靠性的系统，该系统包括：车牌识别子系统，采集车辆图像信息，并将其发送给后台服务器系统；车辆识别子系统，采集车辆射频信息，并将其发送给后台服务器系统；供电系统，为两子系统提供供电电源；后台服务器系统，接收车牌识别子系统与车辆识别子系统发送的车辆信息，并对于接收到的车辆信息进行信息融合，实现对于车辆的综合识别。本发明还公开了一种城市智能交通中提高电子收费可靠性的方法。本发明充分利用车牌识别系统及车辆识别系统的优势，尽可能的减少外部阻挡及干扰对于车辆信息的采集，通过增加车辆信息采集的技术方法及数据融合技术以提高城市道路中电子收费的可靠性。
【专利说明】—种城市智能交通中提高电子收费可靠性的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能交通【技术领域】，特别是一种城市智能交通中提高电子收费可靠性的系统及方法。
【背景技术】
[0002]城市道路拥堵问题是世界各个国家共同面临的重要城市问题之一，早在上世纪20年代，国外的经济学家们就在对通过收费的方式解决交通拥堵问题进行探索。随着城市化和机动化进程的不断加快，城市交通的供需矛盾越来越突出，交通拥堵的情况也日益严重，尤其在一线城市的中心城区路段长期存在交通拥堵现象，而交通拥堵必然造成时间，财力等成本的增加，影响人们的工作与生活，也阻碍了经济的可持续发展，因此解决交通拥堵问题既具有经济意义又具有社会意义。在拥堵收费实践方面，新加坡、伦敦、斯德哥尔摩、美国等各个国家和地区已经实施拥堵收费，最具代表性的是新加坡和伦敦。新加坡采用基于射频技术的电子道路计价系统(ERP)，伦敦采用基于视频图像识别的车牌号自动识别技术(VLRP)。虽然国外有很多成功的拥堵收费经验,然而到目前为止国内还没有任何一个城市实施拥堵收费，但是包括上海、北京、广州等在内的各大城市已经在开展相应拥堵收费系统的研究。
[0003]现阶段拥堵收费的技术手段主要包括基于视频图像处理的车牌识别(VLRP)，基于射频微波、红外、激光等方式的车辆识别(AVI)以及基于卫星定位系统(GPS)和全球移动通信系统(GSM)的车辆定位系统(APS)三种技术路线。VLRP技术比较成熟，不需要安装车载装置，不会受电磁干扰的影响，其对车牌的识别率主要依赖于系统摄像机能否清晰的抓拍到车辆的车牌图像，但该技术容易受到天气状况、光照和车辆拥堵等情况的影响，尤其在城市拥堵路段，车与车的间隙小，车辆间阻挡严重，以上因素必然会大大降低视频识别的准确率。AVI技术成熟，系统完整性好，主要采用5.8GHz,2.45GHz的DSRC等射频通信技术，射频微波通信在可视，干扰较少的条件下通信可靠性较大，而在城市拥堵路段，车间阻挡严重，另外由于2.4GHz为公用免费频段，该频段下的无线通信设备较多，必然会对车路通信造成严重的干扰；在我国，5.SGHz为收费频段，这必然会限制识别技术的推广与普及，另外虽然
5.SGHz下的通信设备较少，但是随着该频段下的无线通信设备的增多，也必然会对车路通信造成影响，降低车路识别的准确率。VPS收费技术可提供灵活的收费区域定义和灵活的费用支付，车载装置可扩展性强，但是用户OBU成本高，而且车载电子地图更新复杂，如果系统设计不合理，将会涉及到用户的隐私问题，另外在城市道路中GPS定位信号容易受到建筑物的阻挡，影响车辆的定位，需要辅助系统支持。
[0004]因此，利用VLRP技术及AVI技术的优势，对车牌识别系统采集的车辆数据信息与车路识别系统采集的数据信息运用数据融合算法，设计一种在城市智能交通中提高电子收费可靠性的系统及方法，该系统可以提高对车辆信息准确性，增加电子收费的可靠性，减少人力资源的消耗，对于解决城市车辆拥堵现象具有重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了提高城市拥堵路段电子收费可靠性，从而提出了一种城市智能交通中提高电子收费可靠性的系统和方法，本发明运用车牌识别技术(VLRP)、车辆识别技术(AVI)以及数据融合技术，大大地提高了获取车辆信息的准确性。
[0006]根据本发明一方面，提出一种城市智能交通中提高电子收费可靠性的系统，该系统包括:车牌识别子系统、车辆识别子系统、供电系统和后台服务器系统，其中:
[0007]所述车牌识别子系统与所述后台服务器系统连接，用于对于车辆图像信息进行采集，并将采集到的信息发送给后台服务器系统；
[0008]所述车辆识别子系统与所述后台服务器系统连接，用于对于车辆射频信息进行采集，并将采集到的信息发送给后台服务器系统；
[0009]所述供电系统与所述车牌识别子系统和车辆识别子系统连接，用于为所述车牌识别子系统和车辆识别子系统提供供电电源；
[0010]所述后台服务器系统与所述车牌识别子系统和车辆识别子系统连接，用于接收所述车牌识别子系统与车路识别子系统发送的车辆信息，并对于接收到的车辆信息进行信息融合，实现对于车辆的综合识别。
[0011]根据本发明另一方面，提出一种城市智能交通中提高电子收费可靠性的方法，该方法包括以下步骤:
[0012]步骤S1:车牌识别子系统通过摄像机采集覆盖范围内车辆的车牌图像信息，根据车牌图像信息进行车牌识别，并所述车牌图像信息和车牌识别结果发送至后台服务器系统；
[0013]步骤S2:车辆识别子系统通过路侧节点与车载节点之间的信息交互获取车辆的电子车牌等射频信息，并将车辆射频信息发送至后台服务器系统；
[0014]步骤S3:所述后台服务器系统接收所述车牌识别子系统与车路识别子系统发送的车辆信息，并对于接收到的车辆信息进行信息融合，实现对于车辆的综合识别。
[0015]本发明利用VLRP技术及AVI技术的优势，通过两种技术手段获取车辆信息，利用后台数据融合技术对于接收数据的实时自动分析、综合，完成对车辆信息的更为正确、全面的获取，并完成相应的后台扣费与信息存储等功能，从而避免了单一技术对于车辆信息获取的局限性，大大地提高了获取车辆信息的准确性，提高城市拥堵路段电子收费可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明城市智能交通中提高电子收费可靠性的系统的结构示意图；
[0017]图2为本发明VLRP子系统的组成及部署示意图；
[0018]图3为本发明AVI子系统的组成及部署示意图；
[0019]图4为本发明城市智能交通中提高电子收费可靠性的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0021]图1是本发明城市智能交通中提高电子收费可靠性的系统的结构示意图，如图1所示，所述系统包括:车牌识别(VLPR)子系统1、车辆识别(AVI)子系统2、供电系统3和后台服务器系统4,其中:
[0022]所述车牌识别(VLPR)子系统I与所述后台服务器系统4连接，用于对于车辆的车牌等图像信息进行采集，并将采集到的信息发送给后台服务器系统4 ；
[0023]所述车辆识别(AVI)子系统2与所述后台服务器系统4连接，用于对于车辆的电子车牌等射频信息进行采集，并将采集到的信息发送给后台服务器系统4 ；
[0024]在本发明一实施例中，所述车牌识别(VLPR)子系统I和车辆识别(AVI)子系统2通过有线或无线数据传输网络与所述后台服务器系统4连接，比如3G通信网络、internet网络、LAN等数据传输网络。
[0025]所述供电系统3与所述车牌识别(VLPR)子系统I和车辆识别(AVI)子系统2连接，用于为所述车牌识别(VLPR)子系统I和车辆识别(AVI)子系统2提供供电电源；
[0026]所述后台服务器系统4与所述车牌识别(VLPR)子系统I和车辆识别(AVI)子系统2连接，用于接收所述车牌识别(VLPR)子系统I与车路识别(AVI)子系统2发送的车辆信息，并对于接收到的车辆信息进行信息融合，实现对于车辆的综合识别，完成对于车辆信息的正确、全面的获取。
[0027]所述信息融合至少包括自动分析、信息综合等过程。
[0028]在本发明一实施例中，所述后台服务器系统4还能够根据对于车辆的识别结果进行自动扣费，以及存储所接收到的信息，以实现拥堵路段更为可靠的电子收费及数据存储。
[0029]图2为本发明VLRP子系统的组成及部署不意图，如图2所不，所述VLPR子系统I包括摄像机1-1、处理和发送模块，其中:
[0030]所述摄像机1-1安装在具有一定高度的位置处(比如可安装在龙门架上)，以对摄像覆盖范围内的车辆进行车牌图像采集，并将采集得到的车牌图像信息发送给所述处理和发送模块；
[0031]所述处理和发送模块用于根据接收到的车牌图像信息进行车牌识别，并将所述车牌图像信息和车牌识别结果发送至所述后台服务器系统4。
[0032]在实际应用中，所述处理和发送模块可与所述摄像机1-1集成在一起，当然也可以独立存在，本发明中对此不作具体限定。
[0033]在本发明一实施例中，所述VLPR子系统I还包括补光灯1-2，所述补光灯1_2安装在所述摄像机1-1的附近，用于在环境光线相对较弱无法满足车牌识别需求时，增加光线的补充。
[0034]图3为本发明AVI子系统的组成及部署不意图，如图3所不，所述AVI子系统2包括路侧节点2-1、车载节点2-2和发送模块，其中:
[0035]所述路侧节点2-1安装在具有一定高度的位置处(比如可安装在与所述摄像机1-1相同的龙门架上)，用于与所述车载节点2-2进行通信，获取车辆的电子车牌等射频信息，并将获得的车辆射频信息发送给所述发送模块；
[0036]在本发明一实施例中，所述路侧节点2-1通过微波无线信号与车载节点2-2进行通信。
[0037]所述车载节点2-2安装于车辆上，比如可安装在所述车辆的挡风玻璃前；
[0038]所述发送模块用于将接收到的车辆射频信息发送至所述后台服务器系统4。
[0039]在实际应用中，所述发送模块可与所述路侧节点2-1集成在一起，当然也可以独立存在，本发明中对此不作具体限定。
[0040]图4为本发明城市智能交通中提高电子收费可靠性的方法的流程图，如图4所示，所述方法包括以下步骤:
[0041]步骤S1:车牌识别(VLRP)子系统I通过摄像机1_1采集覆盖范围内车辆的车牌图像信息，根据车牌图像信息进行车牌识别，并所述车牌图像信息和车牌识别结果发送至后台服务器系统4 ；
[0042]步骤S2:车辆识别(AVI)子系统2通过路侧节点与车载节点之间的信息交互获取车辆的电子车牌等射频信息，并将车辆射频信息发送至后台服务器系统4 ；
[0043]步骤S3:所述后台服务器系统4接收所述车牌识别(VLPR)子系统I与车路识别(AVI)子系统2发送的车辆信息，并对于接收到的车辆信息进行信息融合，实现对于车辆的综合识别，完成对于车辆信息的正确、全面的获取。
[0044]所述信息融合至少包括自动分析、信息综合等过程。
[0045]在本发明一实施例中，所述方法还包括所述后台服务器系统4根据对于车辆的识别结果进行自动扣费，以及存储所接收到的信息的步骤，以实现拥堵路段更为可靠的电子收费及数据存储。
[0046]综上，本发明充分利用车牌识别系统及车辆识别系统的优势，尽可能的减少外部阻挡及干扰对于车辆信息的采集，通过增加车辆信息采集的技术方法及数据融合技术以提高城市道路中电子收费的可靠性。
[0047]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种城市智能交通中提高电子收费可靠性的系统，其特征在于，该系统包括:车牌识别子系统、车辆识别子系统、供电系统和后台服务器系统，其中: 所述车牌识别子系统与所述后台服务器系统连接，用于对于车辆图像信息进行采集，并将采集到的信息发送给后台服务器系统； 所述车辆识别子系统与所述后台服务器系统连接，用于对于车辆射频信息进行采集，并将采集到的信息发送给后台服务器系统； 所述供电系统与所述车牌识别子系统和车辆识别子系统连接，用于为所述车牌识别子系统和车辆识别子系统提供供电电源； 所述后台服务器系统与所述车牌识别子系统和车辆识别子系统连接，用于接收所述车牌识别子系统与车路识别子系统发送的车辆信息，并对于接收到的车辆信息进行信息融合，实现对于车辆的综合识别。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息融合至少包括自动分析和信息综合。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述后台服务器系统4还能够根据对于车辆的识别结果进行自动扣费，存储所接收到的信息。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车牌识别子系统包括摄像机、处理和发送模块，其中: 所述摄像机安装在具有一定高度的位置处，以对摄像覆盖范围内的车辆进行车牌图像采集，并将采集得到的车牌图像信息发送给所述处理和发送模块； 所述处理和发送模块用于根据接收到的车牌图像信息进行车牌识别，并将所述车牌图像信息和车牌识别结果发送至所述后台服务器系统。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述车牌识别子系统还包括补光灯，所述补光灯安装在所述摄像机的附近，用于在环境光线相对较弱无法满足车牌识别需求时，增加光线的补充。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车辆识别子系统包括路侧节点、车载节点和发送模块，其中: 所述路侧节点安装在具有一定高度的位置处，用于与所述车载节点进行通信，获取车辆射频信息，并将获得的车辆射频信息发送给所述发送模块； 所述车载节点安装于车辆上； 所述发送模块用于将接收到的车辆射频信息发送至所述后台服务器系统。
7.一种城市智能交通中提高电子收费可靠性的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤S1:车牌识别子系统通过摄像机采集覆盖范围内车辆的车牌图像信息，根据车牌图像信息进行车牌识别，并所述车牌图像信息和车牌识别结果发送至后台服务器系统；步骤S2:车辆识别子系统通过路侧节点与车载节点之间的信息交互获取车辆的电子车牌等射频信息，并将车辆射频信息发送至后台服务器系统； 步骤S3:所述后台服务器系统接收所述车牌识别子系统与车路识别子系统发送的车辆信息，并对于接收到的车辆信息进行信息融合，实现对于车辆的综合识别。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述信息融合至少包括自动分析和信息综合。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括所述后台服务器系统根据对于车辆的识别结果进行自动扣费的步骤。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括所述后台服务器系统对于所接收到的信息进行存储的步骤。
【文档编号】G07B15/06GK104134239SQ201410363510
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】王飞跃, 陈世超, 朱凤华, 田滨, 杨柳青, 熊刚, 韩双双, 黄武陵 申请人:中国科学院自动化研究所