CN104809884A - 一种车辆超速检测方法和系统 - Google Patents

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    • G08G1/052—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for determining speed or overspeed

Abstract

本发明提供一种车辆超速检测方法和系统，以全天候准确检测整段道路上的车辆是否超速。所述系统包括贴附于车辆上的电子车牌，用于向至少三个基站发送超宽频脉冲信号；位于待测速路段上的至少三个互联且同步的基站，用于接收电子车牌发送的超宽频脉冲信号，并将接收超宽频脉冲信号的时刻发送至定位服务器；定位服务器，用于根据定位算法和至少三个基站各自接收超宽频脉冲信号的时刻对贴附电子车牌的车辆进行定位，并根据定位结果和待测速路段上的车辆限速判断贴附电子车牌的车辆是否超速。本发明提供的技术方案可以对整段道路进行车速监控，实现了真正的车辆超速检测，定位精度高，能够准确检测车辆是否超速，提高了检测的准确性。

Description

一种车辆超速检测方法和系统
技术领域
本发明属于智能交通领域，尤其涉及一种车辆超速检测方法和系统。
背景技术
近年来，随着我国城市汽车保有量的迅速增长，车辆超速的情况也日益突出。尽管相关部门制定了相当严格的法律法规，交管部门也严格执行这些法律法规，但是，车辆超速的情况仍然屡禁不止。车辆超速不仅是法律上的违规，而且会给城市形象抹黑，更为严重的是，车辆超速，往往是发生交通事故的诱因。因此，业界都对车辆超速的检测和处罚进行了研究。
现有的一种车辆超速检测系统是依靠道路节点安装的测速系统来实现。然而，这种方案的主要缺陷是只能在定点位置进行车速测量，无法对整段道路进行车速监控。现有的另一种车辆超速检测系统是采用车载GPS测速系统来实现。然而，这种方案的主要缺陷是GPS测速系统仅在于获得速度值，其还需要其它设备传输速度信息到监控中心。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆超速检测方法和系统，以全天候准确检测整段道路上的车辆是否超速。
本发明第一方面提供一种车辆超速检测系统，所述系统包括定位服务器、贴附于车辆上的电子车牌和位于待测速路段上的至少三个互联且同步的基站；
所述电子车牌，用于向所述至少三个基站发送超宽频脉冲信号；
所述基站，用于接收所述电子车牌发送的超宽频脉冲信号，并将接收所述超宽频脉冲信号的时刻发送至所述定位服务器；
所述定位服务器，用于根据定位算法和所述至少三个基站各自接收所述超宽频脉冲信号的时刻对贴附所述电子车牌的车辆进行定位，并根据定位结果和所述待测速路段上的车辆限速判断贴附所述电子车牌的车辆是否超速。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述至少三个基站之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述有线网络包括光纤网络、双绞线组成的以太网和同轴电缆组成的以太网中的一种，所述无线网络包括WiFi网络、3G网络、4G网络和5G网络中的一种。
结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述基站与所述定位服务器之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述有线网络包括光纤网络、双绞线组成的以太网和同轴电缆组成的以太网中的一种，所述无线网络包括WiFi网络、3G网络、4G网络和5G网络中的一种。
结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述定位服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述定位服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。
结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述定位算法包括达到时间TOA算法和达到时间差TDOA算法中的一种。
本发明第二方面提供一种车辆超速检测方法，所述方法包括：
电子车牌向至少三个基站发送超宽频脉冲信号，所述电子车牌贴附于车辆，所述至少三个基站互联且同步，所述至少三个基站位于待测速路段上；
所述基站接收所述电子车牌发送的超宽频脉冲信号，并将接收所述超宽频脉冲信号的时刻发送至定位服务器；
所述定位服务器根据定位算法和所述至少三个基站各自接收所述超宽频脉冲信号的时刻对贴附所述电子车牌的车辆进行定位，并根据定位结果和所述待测速路段上的车辆限速判断贴附所述电子车牌的车辆是否超速。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述定位算法包括达到时间TOA算法和达到时间差TDOA算法中的一种。
结合第二方面，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述根据定位结果和所述待测速路段上的车辆限速判断贴附所述电子车牌的车辆是否超速，包括：
根据定位结果对贴附所述电子车牌的车辆进行测速；
将所述测速结果与所述待测速路段上的车辆限速对比；
若所述测速结果大于所述待测速路段上的车辆限速，则确定贴附所述电子车牌的车辆已超速。
结合第二方面，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述至少三个基站之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述基站与所述定位服务器之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述有线网络包括光纤网络、双绞线组成的以太网和同轴电缆组成的以太网中的一种，所述无线网络包括WiFi网络、3G网络、4G网络和5G网络中的一种，所述定位算法包括达到时间TOA算法和达到时间差TDOA算法中的一种。
结合第二方面，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述定位服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述定位服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。
从上述本发明技术方案可知，定位服务器可以根据定位算法和至少三个基站各自接收所述超宽频脉冲信号的时刻对贴附所述电子车牌的车辆进行定位，并根据定位结果和所述待测速路段上的车辆限速判断贴附所述电子车牌的车辆是否超速。相对于现有的依靠道路节点安装的测速系统，本发明提供的技术方案可以对整段道路进行车速监控，实现了真正的车辆超速检测，而相对于车载GPS测速系统，由于电子车牌发送的是超宽频脉冲信号，本发明提供的技术方案定位精度高，能够准确检测车辆是否超速，提高了检测的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的车辆超速检测方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例二提供的车辆超速检测系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种车辆超速检测系统，所述系统包括定位服务器、贴附于车辆上的电子车牌和位于待测速路段上的至少三个互联且同步的基站；所述电子车牌，用于向所述至少三个基站发送超宽频脉冲信号；所述基站，用于接收所述电子车牌发送的超宽频脉冲信号，并将接收所述超宽频脉冲信号的时刻发送至所述定位服务器；所述定位服务器，用于根据定位算法和所述至少三个基站各自接收所述超宽频脉冲信号的时刻对贴附所述电子车牌的车辆进行定位，并根据定位结果和所述待测速路段上的车辆限速判断贴附所述电子车牌的车辆是否超速。本发明实施例还提供相应的车辆超速检测方法。以下分别进行详细说明。
请参阅附图1，是本发明实施例一提供的车辆超速检测方法的实现流程示意图，该方法主要包括以下步骤S101至步骤S103：
S101，电子车牌向至少三个基站发送超宽频脉冲信号。
在本发明实施例中，电子车牌贴附在车辆的某个位置，例如，挡风玻璃、侧窗玻璃或车门等位置，本发明对电子车牌贴附在车辆的具体位置并不限制。
需要说明的是，电子车牌向至少三个基站发送的是超宽频脉冲信号，其采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，具有频带宽、多频道、低功耗、不易干扰、安全系数高，能够与现有频谱共存(即不会干扰现有及未来的超宽频通信应用)等特点，因此既可以通过对高速移动的电子车牌进行高精度定位，进而对贴附电子车牌的车辆进行高精度定位，又可以增强定位的稳定性。
另需说明的是，在本发明实施例中，至少三个基站部署在待测速路段上，基站之间互联且同步，互联方法可以采用有线网络互联或者无线网络互联，其中，无线网络包括WiFi网络、3G网络、4G网络和5G网络中的一种，所述定位算法包括到达时间(Time Of Arrival，TOA)算法和达到时间差(TimeDifference Of Arrival，TDOA)算法中的一种。至于基站之间的同步，可以是至少三个基站中的任意一个与定位服务器连接的基站向其他至少两个基站发送同步脉冲，从而完成该基站与其他至少两个基站之间的同步。
S102，基站接收电子车牌发送的超宽频脉冲信号，并将接收超宽频脉冲信号的时刻发送至定位服务器。
在本发明实施例中，定位服务器直连至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，定位服务器通过数据交换设备连接至少三个基站中的一个基站或者多个基站。定位服务器通过数据交换设备连接至少三个基站中的一个基站或者多个基站包括如下四种连接方式：
方式一：基站与基站之间采用网线连接，一个或者多个基站通过网线连接路由器的数据分发端口，路由器的数据分发端口通过网线连接至定位服务器；
方式二：基站与基站之间采用网线连接，一个或者多个基站通过网线连接交换机的数据分发端口，交换机的数据分发端口通过网线连接至定位服务器；
方式三：基站与基站之间采用光纤连接，一个或者多个基站通过光纤连接光端机的输入端，光端机的输出端通过网线连接至定位服务器；
方式四：基站与基站之间采用光纤连接，一个或者多个基站通过光纤连接光纤收发器的输入端，光纤收发器的输出端，通过网线连接至定位服务器。
对于定位服务器直连至少三个基站中的一个基站或者多个基站这一情形，基站将接收超宽频脉冲信号的时刻发送至定位服务器可以是：至少三个基站中的至少两个基站将各自接收电子车牌所发送超宽频脉冲信号的时刻发送至三个基站中的任意一个基站，由该任意一个基站将每个基站接收超宽频脉冲信号的时刻直接发送至定位服务器，或者，至少三个基站中的每个基站将各自接收电子车牌所发送超宽频脉冲信号的时刻直接发送至定位服务器；对于定位服务器通过数据交换设备连接至少三个基站中的一个基站或者多个基站这一情形，基站将接收超宽频脉冲信号的时刻发送至定位服务器可以是：至少三个基站中的至少两个基站将各自接收电子车牌所发送超宽频脉冲信号的时刻发送至三个基站中的任意一个基站，由该任意一个基站将每个基站接收超宽频脉冲信号的时刻通过数据交换设备发送至定位服务器，或者，至少三个基站中的每个基站将各自接收电子车牌所发送超宽频脉冲信号的时刻通过数据交换设备发送至定位服务器。
S103，定位服务器根据定位算法和至少三个基站各自接收超宽频脉冲信号的时刻对贴附电子车牌的车辆进行定位，并根据定位结果和待测速路段上的车辆限速判断贴附电子车牌的车辆是否超速。
在本发明实施例中，定位算法包括到TOA算法和TDOA算法中的一种。作为本发明一个实施例，根据定位结果和待测速路段上的车辆限速判断贴附电子车牌的车辆是否超速可以包括如下步骤S1031至步骤S1033：
S1031，根据定位结果对贴附电子车牌的车辆进行测速。
在本发明实施例中，对贴附电子车牌的车辆在不同时刻定位，即可得出其速度。例如，在t1时刻贴附电子车牌的车辆位于P1这一位置，在t2时刻贴附电子车牌的车辆位于P2这一位置，根据P2和P1之间的距离以及时刻差|t2-t1|即可测出贴附电子车牌的车辆的行驶速度。
S1032，将测速结果与待测速路段上的车辆限速对比。
待测速路段上的车辆限速即待测速路段上的车辆允许行驶的最大速度，这个数值可预先存于定位服务器的数据库。
S1033，若测速结果大于待测速路段上的车辆限速，则确定贴附电子车牌的车辆已超速。
从上述附图1示例的车辆超速检测方法可知，定位服务器可以根据定位算法和至少三个基站各自接收所述超宽频脉冲信号的时刻对贴附所述电子车牌的车辆进行定位，并根据定位结果和所述待测速路段上的车辆限速判断贴附所述电子车牌的车辆是否超速。相对于现有的依靠道路节点安装的测速系统，本发明提供的技术方案可以对整段道路进行车速监控，实现了真正的车辆超速检测，而相对于车载GPS测速系统，由于电子车牌发送的是超宽频脉冲信号，本发明提供的技术方案定位精度高，能够准确检测车辆是否超速，提高了检测的准确性。
请参阅附图2，是本发明实施例二提供的车辆超速检测系统的结构示意图。为了便于说明，附图2仅示出了与本发明实施例相关的部分。附图2示例的车辆超速检测系统主要包括定位服务器201、贴附于车辆上的电子车牌202和至少三个互联且同步的基站204(图中只示意出基站2041至2044四个基站)，其中：
电子车牌202，用于向至少三个基站2041至204n发送超宽频脉冲信号。
在本发明实施例中，电子车牌202贴附在车辆的某个位置，例如，挡风玻璃、侧窗玻璃或车门等位置，本发明对电子车牌202贴附在车辆的具体位置并不限制。
需要说明的是，电子车牌202向至少三个基站2041至204n发送的是超宽频脉冲信号，其采用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，具有频带宽、多频道、低功耗、不易干扰、安全系数高，能够与现有频谱共存(即不会干扰现有及未来的超宽频通信应用)等特点，因此既可以通过对高速移动的电子车牌进行高精度定位，进而对贴附电子车牌的车辆进行高精度定位，又可以增强定位的稳定性。
另需说明的是，在本发明实施例中，至少三个基站2041至204n互联且同步，互联方法可以采用有线网络互联或者无线网络互联，其中，无线网络包括WiFi网络、3G网络、4G网络和5G网络中的一种，所述定位算法包括达到时间TOA算法和达到时间差TDOA算法中的一种。至于基站之间的同步，可以是至少三个基站2041至204n中的任意一个与定位服务器201连接的基站向其他至少两个基站发送同步脉冲，从而完成该基站与其他至少两个基站之间的同步，例如，附图2中，是与定位服务器201连接的基站2041向基站2042至2044发送同步脉冲，从而完成基站2041与基站2042至2044之间的同步。
基站2041至204n，用于接收电子车牌202发送的超宽频脉冲信号，并将接收超宽频脉冲信号的时刻发送至定位服务器。
在本发明实施例中，基站2041至204n部署在待测速路段上，定位服务器201直连至少三个基站2041至204n中的一个基站或者多个基站，或者，定位服务器201通过数据交换设备连接至少三个基站2041至204n中的一个基站或者多个基站。定位服务器201通过数据交换设备连接至少三个基站2041至204n中的一个基站或者多个基站包括如下四种连接方式：
方式一：基站与基站之间采用网线连接，一个或者多个基站通过网线连接路由器的数据分发端口，路由器的数据分发端口通过网线连接至定位服务器；
方式二：基站与基站之间采用网线连接，一个或者多个基站通过网线连接交换机的数据分发端口，交换机的数据分发端口通过网线连接至定位服务器；
方式三：基站与基站之间采用光纤连接，一个或者多个基站通过光纤连接光端机的输入端，光端机的输出端通过网线连接至定位服务器；
方式四：基站与基站之间采用光纤连接，一个或者多个基站通过光纤连接光纤收发器的输入端，光纤收发器的输出端，通过网线连接至定位服务器。
对于定位服务器201直连至少三个基站2041至204n中的一个基站或者多个基站这一情形，基站将接收超宽频脉冲信号的时刻发送至定位服务器201可以是：至少三个基站2041至204n中的至少两个基站将各自接收电子车牌所发送超宽频脉冲信号的时刻发送至三个基站中的任意一个基站，由该任意一个基站将每个基站接收超宽频脉冲信号的时刻直接发送至定位服务器，或者，至少三个基站2041至204n中的每个基站将各自接收电子车牌所发送超宽频脉冲信号的时刻直接发送至定位服务器201；对于定位服务器201通过数据交换设备连接至少三个基站2041至204n中的一个基站或者多个基站这一情形，基站将接收超宽频脉冲信号的时刻发送至定位服务器201可以是：至少三个基站2041至204n中的至少两个基站将各自接收电子车牌所发送超宽频脉冲信号的时刻发送至三个基站中的任意一个基站，由该任意一个基站将每个基站接收超宽频脉冲信号的时刻通过数据交换设备发送至定位服务器201，或者，至少三个基站2041至204n中的每个基站将各自接收电子车牌所发送超宽频脉冲信号的时刻通过数据交换设备发送至定位服务器201。
定位服务器201，用于根据定位算法和至少三个基站2041至204n各自接收超宽频脉冲信号的时刻对贴述电子车牌201的车辆进行定位，并根据定位结果和待测速路段上的车辆限速判断贴附电子车牌201的车辆是否超速。
在本发明实施例中，定位算法包括到TOA算法和TDOA算法中的一种，定位服务器201根据定位结果和待测速路段上的车辆限速判断贴附电子车牌202的车辆是否超速可以通过如下步骤S2031至步骤S2033实现：
S2031，根据定位结果对贴附电子车牌的车辆进行测速。
在本发明实施例中，定位服务器201对贴附电子车牌202的车辆在不同时刻定位，即可得出其速度。例如，在t1时刻贴附电子车牌202的车辆位于P1这一位置，在t2时刻贴附电子车牌202的车辆位于P2这一位置，根据P2和P1之间的距离以及时刻差|t2-t1|即可测出贴附电子车牌202的车辆的行驶速度。
S2032，将测速结果与待测速路段上的车辆限速对比。
待测速路段上的车辆限速即待测速路段上的车辆允许行驶的最大速度，这个数值可预先存于定位服务器的数据库。
S2033，若测速结果大于待测速路段上的车辆限速，则确定贴附电子车牌的车辆已超速。
在本发明实施例中，若定位服务器201根据定位结果和待测速路段上的车辆限速判断贴附电子车牌202的车辆超速，则对超速车辆予以记录或上传超速记录至交管部门，由交管部门进行相应的执法处理。
需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的车辆超速检测方法和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种车辆超速检测系统，其特征在于，所述系统包括定位服务器、贴附于车辆上的电子车牌和位于待测速路段上的至少三个互联且同步的基站；
所述电子车牌，用于向所述至少三个基站发送超宽频脉冲信号；
所述基站，用于接收所述电子车牌发送的超宽频脉冲信号，并将接收所述超宽频脉冲信号的时刻发送至所述定位服务器；
所述定位服务器，用于根据定位算法和所述至少三个基站各自接收所述超宽频脉冲信号的时刻对贴附所述电子车牌的车辆进行定位，并根据定位结果和所述待测速路段上的车辆限速判断贴附所述电子车牌的车辆是否超速。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少三个基站之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述有线网络包括光纤网络、双绞线组成的以太网和同轴电缆组成的以太网中的一种，所述无线网络包括WiFi网络、3G网络、4G网络和5G网络中的一种。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基站与所述定位服务器之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述有线网络包括光纤网络、双绞线组成的以太网和同轴电缆组成的以太网中的一种，所述无线网络包括WiFi网络、3G网络、4G网络和5G网络中的一种。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述定位服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位算法包括达到时间TOA算法和达到时间差TDOA算法中的一种。
6.一种车辆超速检测方法，其特征在于，所述方法包括：
电子车牌向至少三个基站发送超宽频脉冲信号，所述电子车牌贴附于车辆，所述至少三个基站互联且同步，所述至少三个基站位于待测速路段上；
所述基站接收所述电子车牌发送的超宽频脉冲信号，并将接收所述超宽频脉冲信号的时刻发送至定位服务器；
所述定位服务器根据定位算法和所述至少三个基站各自接收所述超宽频脉冲信号的时刻对贴附所述电子车牌的车辆进行定位，并根据定位结果和所述待测速路段上的车辆限速判断贴附所述电子车牌的车辆是否超速。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述定位算法包括达到时间TOA算法和达到时间差TDOA算法中的一种。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据定位结果和所述待测速路段上的车辆限速判断贴附所述电子车牌的车辆是否超速，包括：
根据定位结果对贴附所述电子车牌的车辆进行测速；
将所述测速结果与所述待测速路段上的车辆限速对比；
若所述测速结果大于所述待测速路段上的车辆限速，则确定贴附所述电子车牌的车辆已超速。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少三个基站之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述基站与所述定位服务器之间采用有线网络互联或者无线网络互联，所述有线网络包括光纤网络、双绞线组成的以太网和同轴电缆组成的以太网中的一种，所述无线网络包括WiFi网络、3G网络、4G网络和5G网络中的一种。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述定位服务器直连所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站，或者，所述定位服务器通过数据交换设备连接所述至少三个基站中的一个基站或者多个基站。
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