CN106710230B - 机动车车型分类自动识别系统及其所采用的识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明属机动车自动识别领域，尤其涉及一种机动车车型分类自动识别系统及其所采用的识别方法。系统包括车牌识别套件、车牌识别摄像头、光电触发器、显示器、光幕触发器、激光扫描仪、第一服务器、第一交换机、第二服务器、工控机、第三交换机、第二交换机及岗亭收费电脑。本发明停车场管理系统预先完成车牌识别，识别成功开闸放行，自动生成流水号并提供流水号附加条码。识别车牌号以及车辆外轮廓车型参数，然后根据车牌号、入场流水号信息进行检测匹配车辆信息，根据车牌和流水号信息检测出车辆类型存入后台数据库以备随时调用以及查询。本发明显示功能全，车辆识别率高，适用范围广泛，运行成本低廉。

Description

机动车车型分类自动识别系统及其所采用的识别方法

技术领域

本发明属机动车自动识别领域，尤其涉及一种机动车车型分类自动识别系统及其所采用的识别方法。

背景技术

智能交通系统是21世纪世界道路交通的发展趋势。公路交通基础建设的不断发展和车辆管理体制的不断完善，为以视觉监控为基础的智能交通系统的实际应用打下了良好基础。在智能交通系统中，车牌自动识别系统是一个非常重要的发展方向。车牌自动识别系统在停车场中能够起到很大的作用，有助于推动停车场收入，特别是对一些机动型用户来说，能够随时释放出停车位，加大停车的流动量。

车牌自动识别技术作为车辆识别的先进技术手段，在智能园区中可用于以下几个方面。

（1）车辆出、入园识别：园区的业主入住时，将自己的汽车进行登记，其车牌信息将记录在计算机数据库中。在园区大门处，设有车牌自动识别系统，对进出车辆自动识别，并根据数据库中的车牌数据判断是否是园区内的车辆，对园区内的车辆放行并自动记录其出入园时间，以便出现车辆被盗等情况时查询；对园区外车辆，将要求其登记后方可进入。

（2）停车场管理：在园区停车场出、入口处，设有车牌自动识别系统，对进出停车场的车辆自动识别，并根据数据库中的车牌数据判断是否是已买（或租）车位的车辆，对已买（或租）的车辆放行，并自动记录其出入停车场时间，以便出现车辆被盗等情况时查询，对进入停车场的已买（或租）车位的车辆自动将其车位处的挡车器打开，以便车辆停放；对其它车辆，将自动记录其出入停车场的时间，以便计时收费，对进入停车场的其它车辆自动分配停车位并将其车位处的挡车器打开，以便车辆停放。

目前，现有车辆自动识别技术普遍存在着显示功能单一，车辆识别率低，适用范围窄，运行成本高等问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种显示功能全，车辆识别率高，适用范围广泛，运行成本低廉的机动车车型分类自动识别系统。

本发明还提供一种上述机动车车型分类自动识别系统所采用的识别方法。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

机动车车型分类自动识别系统，它包括车牌识别套件、车牌识别摄像头、光电触发器、显示器、光幕触发器、激光扫描仪、第一服务器、第一交换机、第二服务器、工控机、第三交换机、第二交换机及岗亭收费电脑；所述车牌识别套件的信号传输端口经第二交换机与岗亭收费电脑的信号传输端口相接；所述岗亭收费电脑的信号传输端口接第一服务器的信号传输端口；所述第一服务器的信号传输端口经第一交换机与第二服务器的信号传输端口相接；所述车牌识别摄像头、光电触发器、显示器、光幕触发器及激光扫描仪的信号传输端口经第三交换机与工控机的信号传输端口相接；所述工控机的信号传输端口接第二服务器。

上述机动车车型分类自动识别系统所采用的识别方法，可按如下步骤进行。

（1）停车场入口车牌识别；如无车牌或者污损遮挡车牌，则补充辅助发卡。

（2）开闸放行，在开闸前，停车场管理系统会先完成车辆入场记录的生成，并同步推送入场数据至车辆外廓识别系统的数据库中。

（3）车辆入场后，启动机动车外廓识别，在识别完成后，车辆外轮廓识别系统将外廓识别数据写入数据库中，所述数据库根据车牌信息以及流水号检索匹配及时生成有效数据信息。

（4）停车场管理系统，从轮廓识别系统数据库中定时获取外轮廓识别数据，并将新产生的轮廓数据写回到停车场管理系统的数据库中。

（5）当车辆开始出场时，进行出口车牌识别，如果同一时间，停车场管理系统完成了无车牌车辆或者污损遮挡车牌车辆辅助收卡动作，并获取到了有效的停车卡数据，则优先使用停车卡数据，出口根据获取到的车辆信息，从停车场管理系统数据库中读取到对应车辆外轮廓识别数据，并且根据外轮廓识别数据，从系统中匹配到相应的车型，最后，根据进场数据，计算时长，并根据选定的费率，计算出停车费，由收费系统完成收费，并开闸放行。

作为一种优选方案，本发明机动车车型分类自动识别系统运用两套独立系统，其容错方法如下。

（1）每个独立系统分别针对入口编号，维护一个入口的流水号；同时，每个独立系统，针对全场所有入口，维护一个全局的入场流水号。

（2）每次车辆入场，生成一个新的全局入场流水号并同时对应入口ID，生成一个新的入口通道流水号，加上入场日期，车牌号码等，形成一条唯一的入场记录，同时确保所述记录在全局上与上一条记录的连续性。

（3）停车场管理系统，对两个独立系统产生的数据进行匹配。

a、首次匹配，以车牌、通道及记录为依据，查找两个独立系统对应的数据，并分别记录各自的全局入场流水号及通道入场流水号。

b、从第二次开始，依然以a步骤首次的条件进行匹配，但同时需要验证全局流水号和通道流水号的变化步长是否者为1。

c、如果发现一方，或者双方系统的流水号变化步长不一致，则将被跳过的记录进行标识，并将相关未匹配成功的记录发给容错处理流程进行自动校对，如果自动校对失败，则搜集未匹配记录向前和向后最近的成功记录范围内的数据, 形成数据参考包，在车辆出场时，供收费人员进行人工校正操作。

d、更新最后一次匹配成功的流水号，做一次数据匹配的起始参照值。

车型的自动识别技术是ITS系统构成的关键技术之一，主要通过车型识别系统采集车辆原始图像，运用相应的图像处理算法分析、处理并获取车辆的相关信息，最后进行相应的智能化数据管理。本发明显示功能全，车辆识别率高，适用范围广泛，运行成本低廉。本发明机动车车型分类自动识别系统，可以显示车牌信息、车头部分影像、车辆轴数、车辆长度、车型分类等信息，通过对软件的设定，按照车辆长度对车型进行分类可根据实际使用情况调整，25米内车辆可实现误差小于1%以内精确测量。定制升级版车牌识别系统，可以根据车辆外廓提供的车型分类，按照不同收费标准进行计费，还可以办理月卡、黑名单、中央缴费、自助缴费、打折缴费等功能。通过系统的集成，可通过云平台进行远程管理，实现远程开卡、微信支付、远程操作（查询、调取数据、远程开杆等）等功能，可根据业主的实际使用需求就行二次开发，减少管理漏洞，对所有停车场进行集中化管理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1为本发明系统集成拓展图。

图2为本发明系统工作流程示意图。

图3为本发明识别方法流程框图。

具体实施方式

如图1所示，机动车车型分类自动识别系统，包括车牌识别套件、车牌识别摄像头、光电触发器、显示器、光幕触发器、激光扫描仪、第一服务器、第一交换机、第二服务器、工控机、第三交换机、第二交换机及岗亭收费电脑；所述车牌识别套件的信号传输端口经第二交换机与岗亭收费电脑的信号传输端口相接；所述岗亭收费电脑的信号传输端口接第一服务器的信号传输端口；所述第一服务器的信号传输端口经第一交换机与第二服务器的信号传输端口相接；所述车牌识别摄像头、光电触发器、显示器、光幕触发器及激光扫描仪的信号传输端口经第三交换机与工控机的信号传输端口相接；所述工控机的信号传输端口接第二服务器。

参见图2及图3所示，上述机动车车型分类自动识别系统所采用的识别方法，可按如下步骤进行。

（1）停车场入口车牌识别；如无车牌或者污损遮挡车牌，则补充辅助发卡。

（2）开闸放行，在开闸前，停车场管理系统会先完成车辆入场记录的生成，并同步推送入场数据至车辆外轮廓识别系统的数据库中。

（3）车辆入场后，启动机动车外轮廓识别，在识别完成后，车辆外轮廓识别系统将外轮廓识别数据写入数据库中，所述数据库根据车牌信息以及流水号检索匹配及时生成有效数据信息。

（4）停车场管理系统每隔10～30秒，从轮廓识别系统数据库中定时获取外轮廓识别数据，并将新产生的轮廓数据写回到停车场管理系统的数据库中。

（5）当车辆开始出场时，进行出口车牌识别，如果同一时间，停车场管理系统完成了无车牌车辆或者污损遮挡车牌车辆辅助收卡动作，并获取到了有效的停车卡数据，则优先使用停车卡数据，出口根据获取到的车辆信息，从停车场管理系统数据库中读取到对应车辆外轮廓识别数据，并且根据外轮廓识别数据，从系统中匹配到相应的车型，最后，根据进场数据，计算时长，并根据选定的费率，计算出停车费，由收费系统完成收费，并开闸放行。

本发明可以对两套独立系统之间采用弱集成方式，系统之间的数据一致性是重点需要解决的问题。在此，可由两个系统各自维护一套两级的计数系统，用于实现系统间的数据序列一致性验证。然后，在此基础上，以车牌匹配为主，两级序号为辅助，实现两个系统之间的数据一致性自动纠错能力。

其容错方法如下。

（1）每个独立系统分别针对入口编号，维护一个入口的流水号(channel_id|channel_in_id)；同时，每个独立系统，针对全场所有入口，维护一个全局的入场流水号。

（2）每次车辆入场，生成一个新的全局入场流水号并同时对应入口ID，生成一个新的入口通道流水号，加上入场日期，车牌号码等，形成一条唯一的入场记录，同时确保所述记录在全局上与上一条记录的连续性。

（3）停车场管理系统，会以10～30秒的时差，对两个独立系统产生的数据进行匹配。

a、首次匹配，以车牌、通道及记录生成时间差小于等于30秒为依据，查找两个独立系统对应的数据，并分别记录各自的全局入场流水号及通道入场流水号。

b、从第二次开始，依然以a步骤首次的条件进行匹配，但同时需要验证全局流水号和通道流水号的变化步长是否者为1。

c、如果发现一方，或者双方系统的流水号变化步长不一致，则将被跳过的记录进行标识，并将相关未匹配成功的记录发给容错处理流程进行自动校对，如果自动校对失败，则搜集未匹配记录向前和向后最近的成功记录范围内的数据, 形成数据参考包，在车辆出场时，供收费人员进行人工校正操作。

d、更新最后一次匹配成功的流水号，做一次数据匹配的起始参照值。

本发明在停车场入口完成系统的数据无缝集成，停车场管理系统预先完成车牌识别，识别成功开闸放行，自动生成流水号并提供流水号附加条码。机动车车型分类自动识别系统安装在道闸紧贴后方，识别车牌号以及车辆外轮廓车型参数（长度，轴数等信息），然后根据车牌号、入场流水号信息进行检测匹配车辆信息，根据车牌和流水号信息检测出车辆类型存入后台数据库以备随时调用以及查询。

按照上述方案，即两系统之间出现短时间相互不可访问的情况，两个系统仍然可以独立工作，只要在车辆出场前, 系统之间的互联可以恢复，则可以通过最后一次的匹配数据，根据连续性特征，恢复出所有未匹配的车辆入场信息和外轮廓识别信息。

机动车车型分类自动识别系统，可以显示车牌信息、车头部分影像、车辆轴数、车辆长度、车型分类等信息，通过对软件的设定，按照车辆长度对车型进行分类可根据实际使用情况调整，25米内车辆可实现误差小于1%以内精确测量。

本发明系统采用如下技术。

（1）非接触式测量技术。

采用激光测量技术，对车辆进行高速动态扫描，瞬间计算出车辆的长度数据。

（2）高可靠嵌入式主控。

ARM9嵌入式系统，内置先进的三维测量算法，整个流程全自动控制。具有无人工干预、安装简单、低功耗、高可靠免维护等诸多优点。

（3）开放二次开发接口，方便用户集成。

系统提供RS232和RJ45两种数据接口，接口协议完全开放，用户非常方便集成到自己的应用系统。

（4）适应极端气候。

设备可在零下-30～-50摄氏度下正常工作，自带加热除霜系统。

（5）单机、联网皆可使用。

可以单机进行测量也可以与机动车检验监管系统或新车查验管理系统联网使用。

本发明机动车车型分类自动识别系统分类明细。

A类车辆：5.5米以下车辆；

B类车辆：5.5米-7.6米车辆（含5.5米）；

C类车辆：7.6米-9.6米车辆（含7.6米）；

D类车辆：9.6米-12米车辆（含9.6米）；

E类车辆：12米-17米车辆（含12米）；

E类车辆：17米以上车辆（含17米）。

激光式机动车车型分类自动识别系统可实现的功能（重点用于停车场不间断检测车长以及车类型）：

1、自动测量车辆长度功能；

2、自动测量车辆轴距与轴数功能；

3、采用通过式方式单个龙门架即可实现车辆长度的测量；

4、可以24小时全天候不受外界天气干扰测量车长分析车类型；

5、测量长度数据可以做到车辆类型识别率>99.8%,长度误差小于1%。

激光式激光式机动车车型分类自动识别系统组成部分：

（1）基本单元为1组激光扫描测长单元，1组光幕触发单元，1组轴数测量组件1组车牌识别单元，LED显示单元，算法服务器，龙门架等辅材。

（2）特点：设备运行稳定、可靠性、使用寿命长。每个检测点位可部署一组基本单元，基本单元规范，可灵活扩展多组基本单元之间前后无缝衔接，识别过程无需人工干预。车辆通过道闸进入车型分析系统区域，由系统触发组件触发，当车辆尾部通过触发组件，激光雷达扫描仪与触发设备以及轴数测量组件形成数据通过核心算法，计算出车辆的车型、轴数匹配号牌或者流水号构成完成数据，存入后台数据库以供收费系统即时调用、按照车辆停车时间和类别进行收费。

具体工作时，系统接收道闸系统的流水号，或者使用机动车车型分类自动识别系统识别号牌后，开始检测，车辆尾部驶离入口处时，激光扫描仪测量出车长及轴数信息，确定车辆类型后对应流水号或号牌存入数据库。

主要设备参数。

1、激光扫描仪。

2、工控机服务器。

3、自带补光车牌识别相机。

4、光幕触发组件（与光电根据现场情况可选）。

5、光电传感器。

可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种机动车车型分类自动识别系统，其特征在于，包括车牌识别套件、车牌识别摄像头、光电触发器、显示器、光幕触发器、激光扫描仪、第一服务器、第一交换机、第二服务器、工控机、第三交换机、第二交换机及岗亭收费电脑；所述车牌识别套件的信号传输端口经第二交换机与岗亭收费电脑的信号传输端口相接；所述岗亭收费电脑的信号传输端口接第一服务器的信号传输端口；所述第一服务器的信号传输端口经第一交换机与第二服务器的信号传输端口相接；所述车牌识别摄像头、光电触发器、显示器、光幕触发器及激光扫描仪的信号传输端口经第三交换机与工控机的信号传输端口相接；所述工控机的信号传输端口接第二服务器；

上述机动车车型分类自动识别系统所采用的识别方法，按如下步骤进行：

（1）停车场入口车牌识别；如无车牌或者污损遮挡车牌，则补充辅助发卡；

（2）开闸放行，在开闸前，停车场管理系统会先完成车辆入场记录的生成，并同步推送入场数据至车辆外轮廓识别系统的数据库中；

（3）车辆入场后，启动机动车外轮廓识别，在识别完成后，车辆外轮廓识别系统将外轮廓识别数据写入数据库中，所述数据库根据车牌信息以及流水号检索匹配及时生成有效数据信息；

（4）停车场管理系统每隔10～30秒，从轮廓识别系统数据库中定时获取外轮廓识别数据，并将新产生的轮廓数据写回到停车场管理系统的数据库中；

（5）当车辆开始出场时，进行出口车牌识别，如果同一时间， 停车场管理系统完成了无车牌车辆或者污损遮挡车牌车辆辅助收卡动作，并获取到了有效的停车卡数据，则优先使用停车卡数据，出口根据获取到的车辆信息，从停车场管理系统数据库中读取到对应车辆外轮廓识别数据，并且根据外轮廓识别数据，从系统中匹配到相应的车型，最后，根据进场数据，计算时长，并根据选定的费率，计算出停车费，由收费系统完成收费，并开闸放行；

所述机动车车型分类自动识别系统运用两套独立系统，其容错方法如下：

（1）每个独立系统分别针对入口编号，维护一个入口的流水号；同时，每个独立系统，针对全场所有入口，维护一个全局的入场流水号；

（2）每次车辆入场，生成一个新的全局入场流水号并同时对应入口ID，生成一个新的入口通道流水号，加上入场日期，车牌号码等，形成一条唯一的入场记录，同时确保所述记录在全局上与上一条记录的连续性；

（3）停车场管理系统，会以10～30秒的时差，对两个独立系统产生的数据进行匹配：

a、首次匹配，以车牌、通道及记录生成时间差小于等于30秒为依据，查找两个独立系统对应的数据，并分别记录各自的全局入场流水号及通道入场流水号；

b、从第二次开始，依然以a步骤首次的条件进行匹配，但同时需要验证全局流水号和通道流水号的变化步长是否为1；

c、如果发现一方，或者双方系统的流水号变化步长不一致，则将被跳过的记录进行标识，并将相关未匹配成功的记录发给容错处理流程进行自动校对，如果自动校对失败，则搜集未匹配记录向前和向后最近的成功记录范围内的数据, 形成数据参考包，在车辆出场时，供收费人员进行人工校正操作；

d、更新最后一次匹配成功的流水号，做一次数据匹配的起始参照值。