CN103400500A - 车辆信息数据采集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆信息数据采集装置及方法，该装置包括：摄像处理控制单元，利用视频处理技术检测车道是否有车辆，以于检测到车辆后向读卡器发送触发信号以触发读卡器工作，同时进行摄像并利用图像处理技术分析提取车牌数据，并于接收到该读卡器传送的电子车牌信息后，将电子车牌信息与图像解析后的车牌信息进行比对，将相关数据及比对结果存储本地及送至服务器；读卡器，在接收到触发信号后进入读卡状态，在约定的时间将读取到的电子车牌信息送至摄像处理控制单元，本发明充分利用摄像处理控制单元的计算能力，集成电子车牌信息获取单元，综合利用视频识别技术与电子车牌技术，可有效克服各自的技术缺陷，高效可靠性地实现车辆身份的识别。

Description

车辆信息数据采集装置及方法

技术领域

本发明关于一种车辆信息数据采集装置及方法，特别是涉及一种将图像处理技术与射频识别技术相结合的车辆信息数据采集装置及方法。

背景技术

目前对车辆信息数据的采集主要通过视频技术来实现。该技术通常以数字图像处理、模式识别、计算机视觉等技术为基础，对摄像机所拍摄的车辆图像或者视频序列进行分析，得到每辆汽车唯一的车牌号码，从而完成识别过程。

这种利用图像处理技术对车辆信息数据进行采集的方法具有取证容易、安装方便、识别距离远及可扩展其它多种应用（如测速）等主要优点。但也存在很大缺点，其主要缺点是：识别率受外部环境因素（如雾、雪天气）影响大，在上述条件下识别率将急剧下降；其次，针对套牌车的识别问题，虽然目前有中国专利申请200810246617提出了一种“基于车牌、车身颜色和车标识别的套牌车辆设备和方法”，该方案在一定程度上可以识别出一部分套牌车，但当套牌车辆与被套牌车辆为同一车型且同颜色时，图像处理技术（中国专利申请200810246617）无法区分、检测出该套牌车；另外，由于跟车等原因，当后一车牌被前车阻挡时，图像处理技术无法读取后车车牌信息。

射频标识（RFID）已经在越来越多的行业得到了广泛的使用。个别试点城市（如重庆）已经开始了基于RFID电子车牌技术的车辆信息数据采集示范应用。基于RFID技术的电子车牌具有不受外部条件（气象、车牌污损等）影响、识别率高等特点。然而，为延长读卡设备使用寿命，降低电磁辐射，传统的电子标签检测方法通常通过地感线圈触发读卡器进入读卡状态，存在施工周期长、维护成本高等问题，且同时由于射频传输存在散射、绕射等现象，当天线安装位置较高、车辆排布比较密集时，不能做到电子车牌与安装车辆的一对一匹配。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种车辆信息数据采集装置及方法，其综合利用视频识别技术与电子车牌技术，可以有效克服各自的技术缺陷，高效可靠性地实现车辆身份的识别。

为达上述及其它目的，本发明提出一种车辆信息数据采集装置，至少包括：

摄像处理控制单元，利用视频处理技术检测车道是否有车辆，以于检测到车辆后向读卡器发送触发信号以触发读卡器工作，同时进行摄像并利用图像处理技术分析提取车牌数据，并于接收到该读卡器传送的电子车牌信息后，将该电子车牌信息与图像解析后的车牌信息进行比对，将相关数据及比对结果存储于本地存储单元或送至服务器；

读卡器，在接收到触发信号后进入读卡状态，并在约定的时间将读取到的电子车牌信息送至该摄像处理控制单元。

进一步地，该摄像处理控制单元包括：

摄像单元，对车道进行持续摄像，摄像结果传送给图像处理模块；

图像处理模块，通过视频处理技术检测车道是否有车辆，检测到车辆后,该摄像处理控制单元向读卡器发送触发信号以触发读卡器工作，同时该图像处理模块将拍摄的图像进行图像处理以提取车牌信息，并将提取的车牌信息传送给系统控制单元；

系统控制单元，于接收到该读卡器传送的电子车牌信息后，将该电子车牌信息与图像解析后的车牌信息进行比对，并将比对结果及相关数据存储于本地存储单元或通过通信模块传送至服务器；

通信模块，用于该摄像处理控制单元的外部通信；

电源和存储模块，提供其他模块电源及用于存储相关数据。

进一步地，该摄像处理控制单元在识别到车辆后，预测该车辆速度，根据预测值，在车辆进入该读卡器有效读卡范围内后再触发该读卡器启动读卡。

进一步地，该读卡器于每个车道安装一个天线以读取本身车道的电子车牌信息。

进一步地，该读卡器还包括相邻车道车牌判别模块，该相邻车道车辆判别模块通过联合检测相邻车道天线回复的数据，利用读取射频信号强度的不同，通过模式识别的方法，对本车道与相邻车道的车辆进行判别，以保证单一车道电子车牌读取信息的准确性。

进一步地，该读卡器还包括车辆信息过滤模块，该车辆信息过滤模块在该读卡器内设定一个阈值时间T2，该阈值时间T2小于该读卡器读卡时间，若最终读到电子车牌时间与首次读到该值的时间差小于该阈值时间T2，则认为该车牌为逆向车辆。

为达到上述及其他目的，本发明还提供一种车辆信息数据采集方法，包括如下步骤：

步骤一，摄像单元对车道进行持续摄像，图像处理单元利用视频处理技术检测车道是否有车辆；

步骤二，若检测到有车辆，摄像处理控制单元发送触发信号触发读卡器工作，并控制摄像单元进行拍摄；

步骤三，图像处理模块利用图像处理技术分析、提取车牌数据，将车牌数据传送至系统控制单元；

步骤四，读卡器收到触发信号后，进入读卡状态，在约定的时间内将读取到的电子车牌信息送给摄像处理控制单元；以及

步骤五，摄像处理控制单元的系统控制单元将获得的电子车牌信息与图像解析出的车牌信息进行比对，将比对结果及相关数据存储于本地存储单元或传送至服务器。

进一步地，于步骤二之前，还方法还包括如下步骤：

摄像单元于检测到车辆后，预测该车辆速度；

根据预测值，判断车辆是否进入读卡器的有效读卡区；

若判断结果为车辆已进入读卡器的有效读卡范围内，发送触发信号触发读卡器启动读卡。

进一步地，于步骤四中，该读卡器利用车辆判别模块，通过联合检测相邻车道天线回复的数据，根据读取射频信号强度的不同，通过模式识别的方法，对本车道与相邻车道的车辆进行判别，以保证单一车道电子车牌读取信息的准确性。

进一步地，于步骤四中，在读卡器内设定一个小于读卡器读卡时间的阈值时间T2，对最终读到电子车牌时间与首次读到该值的时间差与该阈值时间T2进行判断，以过滤逆向相邻车道的车辆。

与现有技术相比，本发明一种车辆信息数据采集装置及方法通过于车辆信息数据采集中采用图像处理技术与射频技术相结合的方法，实现了高效可靠性地车辆身份的识别，解决了传统车辆信息采集系统中识别率易受外界干扰因素，且在部分条件下无法识别套牌车的问题，同时本发明利用摄像单元可以方便的存储图像，为执法取证提供了保证。

附图说明

图1为本发明一种车辆信息数据采集装置的架构示意图；

图2为本发明较佳实施例中相邻车道车辆信息被读卡器读取的示意图；

图3为本发明较佳实施例中逆向相邻车道车辆的示意图；

图4为本发明一种车辆信息数据采集方法的步骤流程图；

图5为本发明一种车辆信息数据采集方法之较佳实施例的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种车辆信息数据采集装置的架构示意图。如图1所示，本发明一种车辆信息数据采集装置，至少包括：摄像处理控制单元10以及读卡器单元11。

其中，摄像处理控制单元10利用视频处理技术检测车道是否有车辆，以于检测到车辆后向读卡器11发送触发信号以触发读卡器11工作，同时进行摄像并利用图像处理技术分析提取车牌数据，并于接收到读卡器11传送的电子车牌信息后，将电子车牌信息与图像解析后的车牌信息进行比对，将相关数据送至服务器；读卡器11于每个车道安装一个天线以读取本身车道的电子车牌信息，读卡器11在接收到触发信号后进入读卡状态，并在约定的时间将读取到的车辆电子标签（电子车牌信息）送至摄像处理控制单元10，在本发明中，读卡器11为RFID读卡器。

具体地，摄像处理控制单元10包括系统控制单元101、摄像单元102、图像处理模块103、通信模块104以及电源和存储单元105，摄像单元102对车道进行持续摄像，图像处理模块103通过视频处理技术检测车道是否有车辆，检测到车辆后，摄像处理控制单元10触发读卡器工作并同时控制摄像单元102进行摄像，将拍摄的图像传送给图像处理模块103进行牌照定位、字符分割、字符识别、车牌颜色检测等，在本发明较佳实施例中，摄像单元102打开闪光灯进行拍照；图像处理模块103利用图像处理技术对获得的图像进行分析，提取车牌数据，并将提取出的车牌信息送至系统控制单元101，系统控制单元101于接收到读卡器11传送的电子车牌信息后，将电子车牌信息与图像解析后的车牌信息进行比对,并将比对结果及相关数据存储于本地存储单元或通过通信模块104传送至服务器，在本发明较佳实施例中，系统控制单元101可为MCU（MicroControlUnit，微控制单元）。

由于视频检测和射频检测的不同特性，两种设备的视角是不同的。一般而言，视频检测设备的识别距离较远，而视频检测设备为保证车道的隔离度，方向角较小，检测距离相应变小。如果摄像单元102检测出有车辆到达后立即触发读写器读卡，在某些情况下（如车辆低速行驶等），车辆在指定时间内不能到达电子车牌有效读区域，导致读写器在设定最大时间内读不到电子车牌，并向摄像单元发送无法读取信息，从而造成误判。

因此，在本发明较佳实施例中，摄像处理控制单元102在识别到车辆后，预测该车辆速度，根据预测值，在车辆进入读卡器11有效读卡范围内后再触发读卡器11启动读卡。

通常而言，为保证电子车牌与物理车辆的一对一匹配，视频检测设备可以通过减小方向角来保证车道的隔离度，对具备道口隔离装置的应用，RFID读卡器可以将天线方向角设得很小，来保证读卡的精确指向，用于检测单一车道电子车牌信息。但对于城市道路卡口装置，由于无法设置道口隔离装置，而射频信号本身存在散射、绕射等现象，将不可避免读取到相邻车道电子车牌信息。因此，在本发明较佳实施例中，读卡器11还包括相邻车道车牌判别模块110，该相邻车道车辆判别模块110通过联合检测相邻车道天线回复的数据，利用读取射频信号强度的不同，通过模式识别的方法，对本车道与相邻车道的车辆进行判别，以保证单一车道电子车牌读取信息的准确性。如图2所示，车A和车B都能被天线1和天线2读到，对车A而言，天线1信号强于天线2，可以判定车A位于本车道；对于车B，天线2信号强于天线1，可以判定车B为相邻车道车辆。

在本发明中，对于逆向相邻车道来车时，读卡器也会发生误读现象。如图3所示，逆向相邻车道来车（车B）时，且读写器处读卡状态时会发生误读（读取到内容为逆向相邻方向的电子车牌信息）现象，从而也会向摄像处理控制单元10发送数据，从而增加了数据的传输量。对逆向相邻车道，由于没有上述多天线冗余信息，因此，需要特定方法进行有针对性的过滤。

为解决该问题，本发明之车辆信息数据采集装置的读卡器11还包括一逆向车辆信息过滤模块111，考虑到逆向车道车辆在该读卡器有效读卡区内速度大于正常车辆，车辆信息过滤模块111在读卡器11内设定一个阈值时间T2（小于读卡器读卡时间T1），若最终读到电子车牌时间与首次读到该值的时间差小于该阈值，则认为该车牌为逆向车辆。

图4为本发明一种车辆信息数据采集方法的步骤流程图。如图4所示，本发明一种车辆信息数据采集方法，包括如下步骤：

步骤401，摄像处理控制单元的摄像单元对车道进行持续摄像，图像处理单元利用视频处理技术检测车道是否有车辆；

步骤402，若检测到有车辆，摄像处理控制单元发送触发信号触发读卡器工作，并控制摄像单元进行拍摄；

步骤403，图像处理模块利用图像处理技术分析、提取车牌数据，将车牌数据传送至系统控制单元（如MCU）；

步骤404，读卡器收到触发信号后，进入读卡状态，在约定的时间内将读取到的车辆电子标签送给摄像处理控制单元；

步骤405，系统控制单元（如MCU）将获得的电子车牌信息与图像解析出的车牌信息进行比对，将比对结果及相关数据存储于本地存储单元或传送至服务器。

较佳的，在步骤402之前，本发明之车辆信息数据采集方法还包括如下步骤：

摄像单元于检测到车辆后，预测该车辆速度；

根据预测值，判断车辆是否进入读卡器的有效读卡区；

若判断结果为车辆已进入读卡器的有效读卡范围内，发送触发信号触发读卡器启动读卡。

为避免读取到相邻车道电子车牌信息，本发明之车辆信息数据采集方法于步骤404中，读卡器利用车辆判别模块，通过联合检测相邻车道天线回复的数据，根据读取射频信号强度的不同，通过模式识别的方法，对本车道与相邻车道的车辆进行判别，以保证单一车道电子车牌读取信息的准确性。

在本发明中，为避免对于逆向相邻车道来车时读卡器发生误读现象的问题，于步骤404中，通过在读卡器内设定一个阈值时间T2（小于读卡器读卡时间T1），利用车辆信息过滤模块对最终读到电子车牌时间与首次读到该值的时间差与该阈值进行判断，以过滤逆向相邻车道的车辆。具体地说，若最终读到电子车牌时间与首次读到该值的时间差小于该阈值，则认为该车牌为逆向车辆。

图5为本发明一种车辆信息数据采集方法之较佳实施例的流程图。如图5所示，在本发明较佳实施例中，本发明之车辆信息数据采集方法包括如下步骤：摄像处理控制单元利用视频处理技术检测车道是否有车辆；预测到车辆后，预测该车辆速度，并同时进行拍照及对拍摄的图像进行图像处理，获得车牌信息；根据预测值判断是否已进入有效读卡区；若进入有效读卡区，启动读卡器工作；读取电子车牌；判断读卡时间是否已到；若读卡时间到，则上传电子车牌信息至摄像处理控制单元；摄像处理控制单元将电子车牌信息与拍摄图像获得的车牌信息进行对比及后续处理。

综上所述，本发明一种车辆信息数据采集装置及方法通过于车辆信息数据采集中采用图像处理技术与射频技术相结合的方法，实现了高效可靠性地车辆身份的识别，解决了传统车辆信息采集系统中识别率易受外界干扰因素，且在部分条件下无法识别套牌车的问题，同时本发明利用摄像单元可以方便的存储图像，为执法取证提供了保证。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种车辆信息数据采集装置，至少包括：

摄像处理控制单元，利用视频处理技术检测车道是否有车辆，以于检测到车辆后向读卡器发送触发信号以触发读卡器工作，同时进行摄像并利用图像处理技术分析提取车牌数据，并于接收到该读卡器传送的电子车牌信息后，将该电子车牌信息与图像解析后的车牌信息进行比对，将相关数据及比对结果存储于本地存储单元或送至服务器；

读卡器，在接收到触发信号后进入读卡状态，并在约定的时间将读取到的电子车牌信息送至该摄像处理控制单元。

2.如权利要求1所述的车辆信息数据采集装置，其特征在于，该摄像处理控制单元包括：

摄像单元，对车道进行持续摄像，摄像结果传送给图像处理模块；

图像处理模块，通过视频处理技术检测车道是否有车辆，检测到车辆后,该摄像处理控制单元向读卡器发送触发信号以触发读卡器工作，同时该图像处理模块将拍摄的图像进行图像处理以提取车牌信息，并将提取的车牌信息传送给系统控制单元；

系统控制单元，于接收到该读卡器传送的电子车牌信息后，将该电子车牌信息与图像解析后的车牌信息进行比对，并将比对结果及相关数据存储于本地存储单元或通过通信模块传送至服务器；

通信模块，用于该摄像处理控制单元的外部通信；

电源和存储模块，提供其他模块电源及用于存储相关数据。

3.如权利要求1所述的车辆信息数据采集装置，其特征在于：该摄像处理控制单元在识别到车辆后，预测该车辆速度，根据预测值，在车辆进入该读卡器有效读卡范围内后再触发该读卡器启动读卡。

4.如权利要求1所述的车辆信息数据采集装置，其特征在于：该读卡器于每个车道安装一个天线以读取本身车道的电子车牌信息。

5.如权利要求4所述的车辆信息数据采集装置，其特征在于：该读卡器还包括相邻车道车牌判别模块，该相邻车道车辆判别模块通过联合检测相邻车道天线回复的数据，利用读取射频信号强度的不同，通过模式识别的方法，对本车道与相邻车道的车辆进行判别，以保证单一车道电子车牌读取信息的准确性。

6.如权利要求5所述的车辆信息数据采集装置，其特征在于：该读卡器还包括车辆信息过滤模块，该车辆信息过滤模块在该读卡器内设定一个阈值时间T2，该阈值时间T2小于该读卡器读卡时间，若最终读到电子车牌时间与首次读到该值的时间差小于该阈值时间T2，则认为该车牌为逆向车辆。

7.一种车辆信息数据采集方法，包括如下步骤：

步骤一，摄像单元对车道进行持续摄像，图像处理单元利用视频处理技术检测车道是否有车辆；

步骤二，若检测到有车辆，摄像处理控制单元发送触发信号触发读卡器工作，并控制摄像单元进行拍摄；

步骤三，图像处理模块利用图像处理技术分析、提取车牌数据，将车牌数据传送至系统控制单元；

步骤四，读卡器收到触发信号后，进入读卡状态，在约定的时间内将读取到的电子车牌信息送给系统控制单元；以及

步骤五，系统控制单元将获得的电子车牌信息与图像解析出的车牌信息进行比对，将比对结果及相关数据存储于本地存储单元或传送至服务器。

8.如权利要求7所述的一种车辆信息数据采集方法，其特征在于，于步骤二之前，还方法还包括如下步骤：

摄像单元于检测到车辆后，预测该车辆速度；

根据预测值，判断车辆是否进入读卡器的有效读卡区；

若判断结果为车辆已进入读卡器的有效读卡范围内，发送触发信号触发读卡器启动读卡。

9.如权利要求7所述的一种车辆信息数据采集方法，其特征在于：于步骤四中，该读卡器利用车辆判别模块，通过联合检测相邻车道天线回复的数据，根据读取射频信号强度的不同，通过模式识别的方法，对本车道与相邻车道的车辆进行判别，以保证单一车道电子车牌读取信息的准确性。

10.如权利要求7所述的一种车辆信息数据采集方法，其特征在于：于步骤四中，在读卡器内设定一个小于读卡器读卡时间的阈值时间T2，对最终读到电子车牌时间与首次读到该值的时间差与该阈值时间T2进行判断，以过滤逆向相邻车道的车辆。

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