CN102592457A - 基于物联网技术的复合型区间测速系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的基于物联网技术的复合型区间测速系统，包括若干智能监控终端，终端包括电源模块、起运算和控制作用的中央控制单元、进行图像信息采集的高清摄像模块以及存储数据的存储器模块，其特征在于：还包括与中央控制单元相连接实现智能监控终端进行无线通信的无线信号收发模块；中央控制单元还与连接有进行速度信息采集的平板窄波雷达。物体识别方法利用是否有车牌号存在以及物体轮廓与车辆、行人的轮廓相比较的方法。本发明具有自组网和无线收发功能，减少了依赖；物体识别方法，可有效地对道路上运动物体进行自动识别；可对平均速度超值、瞬间速度超值、不按车道行驶、违法停车、非机动车违法行为做出判断，并将信息上传至管理中心。

Description

基于物联网技术的复合型区间测速系统及方法

技术领域

本发明涉及一种基于物联网技术的复合型区间测速系统及方法，更具体的说，尤其涉及一种应用在道路监控上的基于物联网技术且具物体识别功能的复合型区间测速系统及方法。 

背景技术

随着我国国民经济的迅速发展，机动车辆规模及流量大幅增加，近年来涉车事件工程何级增长，控制路面车辆的行驶状况和一些违法事件是一件重中之重的问题，而相应的科技管理手段也迅速发展。目前，智能交通安全管理主要雷达测速、激光测速、线圈测速、视频测速、区间测速等方法。但这些管理方式只能对车辆的单一点瞬间测速或区间段的速度管理，对路面的其它违法事件则无法管理，例如不按车道行驶、违法停车、违法抛洒物体，还有团雾天气、雪天天气等事件不能及时作出相应，从而给交通事故的发生埋下了隐患。 

尤其是对于高速路的管理来说，如果有非机动车辆、行人或其它运动物体存在，极易导致交通事故的发生。由于出现大雾天气，道路上发生连环追尾的现象层出不穷。其中很大比例上的团雾天气是临时性突发的，没有预警，不能采取封闭道路的措施，后方的车辆不知道前方已经出现团雾，进入雾区之后来不及刹车而造成最为；如果在道路上间隔设置的复合型测速系统具有天气感知功能，并能及时发出相应，将会避免许多因雾而发生交通事故。如果道路上设置的复合型测速系统不仅具有测速和信息采集功能，还能物体的性质进行识别，能对天气的状况进行判断，那么将会更有利于道路的管理，更能有效避免交通事故的发生。 

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种应用在道路监控上基于物联网技术且具物体识别功能的复合型区间测速系统及方法。 

本发明的基于物联网技术的复合型区间测速系统，包括间隔设置于道路上的若干智能监控终端，该监控终端包括电源模块、起运算和控制作用的中央控制单元、进行图像信息采集的高清摄像模块以及存储数据的存储器模块，其特别之处在于：还包括与中央控制单元相连接实现智能监控终端进行无线通信的无线信号收发模块；所述中央控制单元还与连接有进行速度信息采集的平板窄波雷达。电源模块用于给整个智能监控终端提供电能；中央控制单元由微处理器组成，实现数据运算、控制输出以及信号的接收和发送；高清摄像模块与摄像头相配合，实现道路图像和视频信息的获取；存储器模块实现采集的数据的存储。设置无线信号收发模块可使智能监控终端进行自组网无线通信，以便形成基于物联网技术的通信模式，便于智能监控终端将采集的信息向综合管理平台传输，免受外界环境条件的干扰。设置平板窄波雷达可对道路上车辆的行驶速度进行检测，在车辆超速时可产生触发信号，以便对车辆进行拍照，采集信息。 

本发明的基于物联网技术的复合型区间测速系统，包括起补光作用的补光灯，该补光灯通过补光灯控制模块与中央控制单元相连接。在夜间或外界光线较弱时，通过补光灯控制模块对补光灯的控制，对智能监控终端的拍照区域进行照射，以便获取清晰的图像信息。 

本发明的基于物联网技术的复合型区间测速系统，所述中央控制单元还连接有用于进行能见度分析的能见度探测模块。可以采用具有能见度分析的模块来检测外界的能见度状况，并将检测到的数据输入到智能监控终端中。 

本发明的基于物联网技术的复合型区间测速系统，所述中央控制单元连接有GPS校时模块。通过GPS校时模块可以对每个智能监控终端进行校时，保证时间信息的无误。 

本发明的基于物联网的复合型区间测速系统的物体识别方法，其特别之处在于，包括以下步骤：a.检测道路上是否有运动的物体存在，如没有，则继续检测；如有运动物体存在，则执行步骤b；b.采用图像的差分算法提取运动物体的轮廓，去除轮廓中的阴影干扰，获取物体的实际轮廓；c.分析步骤b中获取的图像中是否有可识别的车牌号存在，如有车牌号存在存在，则判定为机动车并执行步骤d；如没有，则执行步骤e；d.对该机动车是否有不按车道行驶、违法停车的行为存在，如有违法行为存在，则通过无线信号收发模块将该车辆信息上传至综合管理平台；e.获取的图像轮廓与存储的机动车参数相比较，看是否符合机动车的比例和尺寸，如不符合，则行步骤f；如符合，则判定为不带牌照的机动车，并将该车辆的信息上传至综合管理平台；f.获取的图像轮廓与存储的三轮车参数相比较，看是否符合三轮车的比例和尺寸，如不符合，则行步骤g；如符合，则判定为三轮车，并将该信息上传至综合管理平台；g.将获取的图像轮廓与存储的双轮车参数相比较，看是否符合双轮车的比例和尺寸，如不符合，则行步骤h；如符合，则判定为双轮车，并将该信息上传至综合管理平台；h.将获取的图像轮廓与存储的行人参数相比较，看是否符合行人的比例和尺寸，如不符合，则将该轮廓判定为干扰信号；如符合，则判定为行人，并将该信息上传至综合管理平台。交通道路上，尤其对于高速路来说，经常有非机动车辆或行人在道路上出现，严重影响交通，甚至会引发交通事故；如果有一种能自动识别运动物体性质的方法，将会给交通的管理带来很大便利，便于管理者根据不同的情况，做出相应预案。 

本发明的基于物联网的复合型区间测速系统的物体识别方法，还包括能见度识别步骤，该步骤包括：i-1.在智能监控终端的可视范围内设置1～5个带有标示的标牌，标牌距离智能监控终端的距离不相等且位于20～500m之间；i-2.在能见度良好状态下存储每个标牌的图像；i-3.检测时，实时采集每个标牌的图像，并判断每个标牌上标示的清晰程度，来得出当前的能见度。阴霾、团雾或大雾天气，已经成为恶性交通事故的重要诱因；如果道路上设置的智能监测终端具有天气能见度的分析功能，则会及时为交通管理人员提供详细、真实可靠的道路能见度信息，不仅仅是依靠变数较大的天气预报来获取信息，可有效避免因天气而导致的交通事故的发生。例如，只是在高速路上的某段发生了团雾天气，则可被智能监控终端检测到，如果能见度过低，也应采取封闭道路的措施。 

本发明的基于物联网的复合型测速系统的物体识别方法，还包括速度检测步骤，该步骤包括：j-1.通过平板窄波雷达检测过往车辆的瞬时速度，将瞬时速度、车牌号、时间信息进行上传，以便进行区间速度计算；j-2.判断瞬时该速度是否超过规定值，如果判断为超速，触发高清摄像模块进行拍照取证；j-3.利用车牌号作为同一车辆的唯一标示，通过车辆经过两点的区间速度等于路程与时间的比值计算出区间速度；j-4.判断区间速度是否超过规定值，如果区间速度超速，则触发高清摄像模块进行拍照取证。 

本发明的有益效果是：本发明的基于物联网具有物体识别功能的复合型测速系统，不仅具有瞬时速度和区间速度的测量能力，通过设置无线信号收发模块，使其具有基于物联网的自组网和无线信息收发功能，抛弃了对环境因数的依赖；通过设置平板窄波雷达，可通过雷达检测的方式进行测速，进而对智能监控终端进行触发。本发明的基于物联网的复合型测速系统的物体识别方法，可有效地对道路上运动物体进行自动识别，并将相应信息上传至综合管理平台，以便采取相应预案。通过能见度探测模块或方法，实现了道路能见度的分析，可有效避免交通事故的发生。本发明可对平均速度超值、瞬间速度超值、不按车道行驶、违法停车、非机动车违法事件行为做出判断，并将信息上传至管理中心。 

附图说明

图1为本发明的复合型测速系统的原理图； 

图2为本发明的复合型测速系统电路原理图；

图3为本发明中物体识别方法的流程图；

图4为本发明中智能监控终端的使用状态图；

图5为瞬时速度和区间速度的检测流程图。

图中：1智能监控终端，2中央控制单元，3平板窄波雷达，4存储器模块，5补光灯控制模块，6高清摄像模块，7无线信号收发模块，8 GPS校时模块，9能见度探测模块，10补光灯，11违章信息报警模块，12综合管理平台。 

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。 

如图1和图2所示，分别给出了本发明的复合型测速系统的原理图和电路原理图，其包括智能监控终端1、中央控制单元2、平板窄波雷达3、存储器4、补光灯控制模块5、高清摄像模块6、无线信号收发模块7、GPS校时模块8、能见度探测模块9、补光灯10、违章信息报警模块11、综合管理平台12；所示的智能监控终端1的数量为多个，设置在道路上用于监测道路信息，并通过无线通讯网络与综合管理平台12进行通信，综合管理平台12用于对智能监控终端1进行管理，并根据上传的信息产生相应控制命令以及通过违章信息报警模块11进行报警。 

所示的中央控制单元2由微处理器构成，用于数据的采集、运算和处理以及产生控制信息和完成无线信息的收发；平板窄波雷达3与中央控制单元2相连接，平板窄波雷达3用于对道路上车辆的行驶速度进行检测，并触发智能监控终端1进行拍照。高清摄像模块6与摄像头相配合，实现路面图像信息的采集；当外界光线较暗的情况下，中央控制单元2通过补光灯控制模块5打开补光灯10，以便拍摄到清晰的图像或视频信息。无线信号收发模块7与中央控制单元2相连接，用于实现智能监控终端1的无线数据发送和接收，以便通过自组网的形式构成基于物联网技术的通讯网路，方便了信息的传输和组网，有效降低了对外界环境的依赖性。存储器模块4用于对智能监控终端1采集的数据进行存储；能见度探测模块9也与中央控制单元2相连接，可采用能见度探测传感器，将检测到的能见度数值输入到中央控制单元2中即可；能见度分析也可通过软件程序方法来实现。本发明的基于物联网具有物体识别功能的复合型测速系统，在使用的过程中，智能监控终端1设置在交通道路的上方，如图4所示。 

本发明的基于物联网的复合型测速系统的物体识别方法，包括以下步骤：a.检测道路上是否有运动的物体存在，如没有，则继续检测；如有运动物体存在，则执行步骤b；b.采用图像的差分算法提取运动物体的轮廓，去除轮廓中的阴影干扰，获取物体的实际轮廓；c.分析步骤b中获取的图像中是否有可识别的车牌号存在，如有车牌号存在存在，则判定为机动车并执行步骤d；如没有，则执行步骤e；d.对该机动车是否有不按车道行驶、违法停车的行为存在，如有违法行为存在，则通过无线信号收发模块将该车辆信息上传至综合管理平台；e.获取的图像轮廓与存储的机动车参数相比较，看是否符合机动车的比例和尺寸，如不符合，则行步骤f；如符合，则判定为不带牌照的机动车，并将该车辆的信息上传至综合管理平台；f.获取的图像轮廓与存储的三轮车参数相比较，看是否符合三轮车的比例和尺寸，如不符合，则行步骤g；如符合，则判定为三轮车，并将该信息上传至综合管理平台；g.将获取的图像轮廓与存储的双轮车参数相比较，看是否符合双轮车的比例和尺寸，如不符合，则行步骤h；如符合，则判定为双轮车，并将该信息上传至综合管理平台；h.将获取的图像轮廓与存储的行人参数相比较，看是否符合行人的比例和尺寸，如不符合，则将该轮廓判定为干扰信号；如符合，则判定为行人，并将该信息上传至综合管理平台。 

还可包括能见度识别步骤方法，包括：i-1.在智能监控终端的可视范围内设置1～5个带有标示的标牌，标牌距离智能监控终端的距离不相等且位于20～500m之间；i-2.在能见度良好状态下存储每个标牌的图像；i-3.检测时，实时采集每个标牌的图像，并判断每个标牌上标示的清晰程度，来得出当前的能见度。 

为了检测过往车辆的瞬时速度和区间速度是否超速，还可设置速度判断步骤，流程图如图5所示，该步骤包括：j-1.通过平板窄波雷达检测过往车辆的瞬时速度，将瞬时速度、车牌号、时间信息进行上传，以便进行区间速度计算；j-2.判断瞬时该速度是否超过规定值，如果判断为超速，触发高清摄像模块进行拍照取证；j-3.利用车牌号作为同一车辆的唯一标示，通过车辆经过两点的区间速度等于路程与时间的比值计算出区间速度；j-4.判断区间速度是否超过规定值，如果区间速度超速，则触发高清摄像模块进行拍照取证。 

设置采用了上述物体识别和能见度识别的复合型测速系统，通过智能监控终端1，可对机动车瞬时速度、机动车不按车道行驶、机动车违法停车、机动车内向路面抛酒危险物体、非机动车（行人、物等）、路况和天气信息等违法事件进行抓拍、拍摄，并记录违法事件的特征图和视频流、车牌、车型、车身颜色，再通过无线通信模块进行传输。通过对经过两智能监控终端1的过往车辆进行计算和分析，可以得出其在该区间内是否超速；采用物体识别方法，可以对收集的路面的机动车和非机车（人、物）信息进行统计分析做成预案数据；采用能见度分析方法，可以对感知的天气状况进行转换发布到后台管理。还可设置黑名单比对功能，将采集的过往车辆进行黑名单比较。综合管理平台12采用预案管理方式，对各种违法事件进行预案管理并通报警模块自动输出LED显示屏或者导入违法库通知执法人对车辆或路面情况进行处理。 

Claims (7)

1.一种基于物联网技术的复合型区间测速系统，包括间隔设置于道路上的若干智能监控终端（1），该监控终端包括电源模块、起运算和控制作用的中央控制单元（2）、进行图像信息采集的高清摄像模块（6）以及存储数据的存储器模块（4），其特征在于：还包括与中央控制单元（2）相连接实现智能监控终端进行无线通信的无线信号收发模块（7）；所述中央控制单元（2）还与连接有进行速度信息采集的平板窄波雷达（3）。

2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的复合型区间测速系统，其特征在于：包括起补光作用的补光灯（10），该补光灯通过补光灯控制模块（5）与中央控制单元（2）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于物联网技术的复合型区间测速系统，其特征在于：所述中央控制单元（2）还连接有用于进行能见度分析的能见度探测模块（9）。

4.根据权利要求1或2所述的基于物联网技术的复合型区间测速系统，其特征在于：所述中央控制单元连接有GPS校时模块。

5.基于权利要求1所述的复合型区间测速系统的物体识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.检测道路上是否有运动的物体存在，如没有，则继续检测；如有运动物体存在，则执行步骤b；

b.采用图像的差分算法提取运动物体的轮廓，去除轮廓中的阴影干扰，获取物体的实际轮廓；

c.分析步骤b中获取的图像中是否有可识别的车牌号存在，如有车牌号存在存在，则判定为机动车并执行步骤d；如没有，则执行步骤e；

d.对该机动车是否有不按车道行驶、违法停车的行为存在，如有违法行为存在，则通过无线信号收发模块将该车辆信息上传至综合管理平台；

e.获取的图像轮廓与存储的机动车参数相比较，看是否符合机动车的比例和尺寸，如不符合，则行步骤f；如符合，则判定为不带牌照的机动车，并将该车辆的信息上传至综合管理平台；

f.获取的图像轮廓与存储的三轮车参数相比较，看是否符合三轮车的比例和尺寸，如不符合，则行步骤g；如符合，则判定为三轮车，并将该信息上传至综合管理平台；

g.将获取的图像轮廓与存储的双轮车参数相比较，看是否符合双轮车的比例和尺寸，如不符合，则行步骤h；如符合，则判定为双轮车，并将该信息上传至综合管理平台；

h.将获取的图像轮廓与存储的行人参数相比较，看是否符合行人的比例和尺寸，如不符合，则将该轮廓判定为干扰信号；如符合，则判定为行人，并将该信息上传至综合管理平台。

6.根据权利要求5所述的复合型测速系统的物体识别方法，其特征在于，还包括能见度识别步骤，该步骤包括：

i-1.在智能监控终端的可视范围内设置1～5个带有标示的标牌，标牌距离智能监控终端的距离不相等且位于20～500m之间；

i-2.在能见度良好状态下存储每个标牌的图像；

i-3.检测时，实时采集每个标牌的图像，并判断每个标牌上标示的清晰程度，来得出当前的能见度。

7.根据权利要求5或6所述的复合型测速系统的物体识别方法，其特征在于，还包括速度检测步骤，该步骤包括：

j-1.通过平板窄波雷达（3）检测过往车辆的速度，判断该速度是否超过规定值；

j-2.判断瞬时该速度是否超过规定值，如果判断为超速，触发高清摄像模块（6）进行拍照取证；

j-3.利用车牌号作为同一车辆的唯一标示，通过车辆经过两点的区间速度等于路程与时间的比值计算出区间速度；

j-4.判断区间速度是否超过规定值，如果区间速度超速，则触发高清摄像模块（6）进行拍照取证。

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