CN106781516B - 一种基于北斗和图像识别技术的hov车道管理系统 - Google Patents

一种基于北斗和图像识别技术的hov车道管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统，包括：车载终端和HOV车道服务模块，所述车载终端用于采集车辆的定位信息和图像信息，通过移动通信网络发送到HOV车道服务模块，所述HOV车道服务模块，用于接收车载终端发送的车辆定位信息和图像信息，识别HOV车道、判断车辆是否违规和引导车辆进入HOV车道。本发明的系统更加便捷、准确的对HOV车道行驶车辆进行稽查，并可以精确地识别出车辆在公路上的行驶车道，同时，还可对HOV车道进行诱导，极大地减少了重复工作，提高了工作效率，确保了信息的及时性和准确性。

Description

一种基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统
技术领域
本发明涉及城市交通服务技术领域，具体涉及基于一种基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统。
背景技术
我国汽车产销量快速增长，2015年汽车销量接近2500万辆。与之相对应，我国汽车保有量持续增长，从2007年的0.57亿辆达到2015年的1.72亿辆，年复合增长率约14.8％。照此速度发展，预计2020年我国汽车保有量将突破2亿辆。大中城市的交通供应与需求问题变得更加突出,交通拥堵已经成为几乎国内所有大中型城市的共同问题，交通压力依然严峻，交通供给无法满足交通需求的增长。另外，交通运输业对油品的消耗量不断增加，尾气排放量日益严重，城市大气环境污染加剧。如果不采取积极有效的解决方法，将对国家能源安全保障、国民经济发展、乃至全球温室气体排放造成很大影响。
针对上述问题，上世纪90年代，美国、加拿大等发达国家提出HOV专用车道管理模式，即为载客人数较多的车辆提供道路交通优先权的概念，通过实践证明，这种交通管理模式可以提高道路交通使用效率和促进交通节能减排。
在国内，已有无锡市和深圳市两个城市引入了国外HOV车道管理成功的经验，结合城市现状和实际需求，制定了符合城市交通平衡发展和城市交通用地集约化的本地HOV车道管理模式。HOV车道可以充分利用道路资源，提高利用率，有效缓解了设置路段早晚高峰的交通压力。从环保方面来说，也为节能减排、节约社会资源和经济资源做贡献。
另外，城市路网的基本格局已定，大规模进行道路拓宽改造的可能性不大。因此，要解决城市交通问题，而且要符合建设低碳绿色出行的要求，就要发掘现有交通方式的潜力。开设HOV车道，采用私家车共乘的方式正适应低碳绿色出行的社会需要。鼓励拼车，这样可以有效的减少道路上的车辆，缓解交通拥堵，减少尾气污染。HOV车道能够提高道路资源利用率、节约资源、减少能耗和保护环境。
现有HOV车道管理主要依靠市民自觉，以及通过车牌识别设备高清监控对HOV车道行驶车辆进行抓拍，同时，交管部门会不定期的进行巡逻查处并辅以定点查处。这种稽查方式工作重复，工作量大，而且容易疏漏和出错，工作效率低下。
发明内容
本发明的目的在于克服目前存在的上述缺陷，提出了一种基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统，该系统将成本高、效率低的HOV车道管理模式转变为可预防、主动式的HOV车道管理模式，具有HOV车道识别、违规稽查以及HOV车道诱导的功能，规范驾驶人的驾驶行为，实现对HOV车道的精细化管理。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统，所述系统包括：车载终端和HOV车道服务模块，其特征在于，所述车载终端用于采集车辆的定位信息和图像信息，通过移动通信网络发送到HOV车道服务模块，所述HOV车道服务模块，用于接收车载终端发送的车辆定位信息和图像信息，识别HOV车道、判断车辆是否违规和引导车辆进入HOV车道。
上述技术方案中，所述车载终端包括：前置摄像设备、后置摄像设备、北斗差分定位单元、加密单元、HOV车道信息接收和显示单元和移动通信单元；
所述前置摄像设备和后置摄像设备分别包括：CCD影像模块和红外灯；所述CCD影像模块，用于采集车道图像及车内人数图像；所述红外灯，用于在恶劣天气下，辅助CCD影像模块采集图像；
所述北斗差分定位单元，用于获得车辆的实时定位信息；
所述加密单元，用于对前车信息、车内图像信息和车辆定位信息进行加密处理；
HOV车道信息接收和显示单元，用于接收HOV车道服务模块发送的信息，并进行显示，为车辆驾驶员提供参考信息；
所述移动通信单元，用于为车载终端和HOV车道服务模块提供数据通信。
上述技术方案中，所述车载终端还包括：陀螺仪单元，用于获得车辆行驶过程中三个方向的角加速度，辅助修正卫星，确保车辆在无卫星信号或卫星信号定位信息较弱时得到精确的位置信息。
上述技术方案中，所述车载终端还包括电源单元，用于为整个车载终端供电。
上述技术方案中，所述HOV车道服务模块包括：HOV车道识别单元、违规稽查单元和HOV车道诱导单元；
所述HOV车道识别单元，用于将车辆位置与城市路网的HOV车道位置数据进行匹配，判断车辆是否位于HOV车道；并将该信息反馈到HOV车道信息接收和显示单元；
所述违规稽查单元，用于对前置摄像设备采集的前车车牌号码信息进行数据匹配，判断前方车辆是否安装所述车载终端，通过后置摄像设备采集的图像信息识别车内人数，判断车辆是否符合HOV车道行驶条件；由此判断前车是否违规；
所述HOV车道诱导单元，用于根据车辆当前位置与行驶目的地进行路径规划，当规划路径中存在HOV车道且车辆与HOV车道距离较近时，将HOV车道位置发送到车载终端的HOV车道信息接收和显示单元，引导车辆进入HOV车道。
上述技术方案中，所述HOV车道识别单元的工作流程为：实时获取车辆高精度定位的信息；判断车辆行驶车道是否为HOV车道，如果车辆未在HOV车道行驶，车载终端不做处理，如果车辆在HOV车道行驶时，储存该车辆的信息，并将车道行驶在HOV车道的信息发送给HOV车道信息接收和显示单元；当卫星信号丢失时，通过前置摄像设备采集的图像信息识别车辆行驶的道路特征，辅助判断车辆是否进入HOV车道。
上述技术方案中，所述违规稽查单元的工作流程为：当车辆驶入HOV车道后，前置摄像设备采集前车车牌号码，将采集的信息通过车载终端传至HOV车道服务模块，匹配前车车辆数据，判断前车是否安装车载终端，如果已安装车载终端，不对前车信息进行储存记录，如果未安装车载终端，对前车信息进行储存记录；将后置摄像设备采集的图像信息通过车载终端传至HOV车道服务模块，识别车内人数，判断车辆是否符合HOV车道的行驶规定，如果符合规定，不对车辆信息进行储存记录，如果不符合规定，将该信息发送到HOV车道信息接收和显示单元，并对车辆信息进行储存记录，帮助发现违规行驶车辆。
上述技术方案中，其特征在于，所述HOV车道诱导单元的工作流程为：实时获取车辆位置信息，对车辆当前位置和目的地信息进行路径规划；判断所有规划路径中是否存在HOV车道，如果不存在，则车载终端不做处理，如果存在，计算车辆当前位置与HOV车道的距离，如果该距离小于1公里，将HOV车道位置发送到车载终端的HOV车道信息接收和显示单元，对车辆进行诱导。
本发明的优势在于：
本发明的系统更加便捷、准确的对HOV车道行驶车辆进行稽查，并可以精确地识别出车辆在公路上的行驶车道，同时，还可对HOV车道进行诱导，极大地减少了重复工作，提高了工作效率，确保了信息的及时性和准确性。还可提供大量的增值服务，面向公众可提供远程升级、更改车道信息，对行驶车辆车速进行提醒等服务，便于执法人员处理应急紧急事件，更好的保障了道路畅通和行驶安全。
附图说明
图1为基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统的示意图；
图2为车载终端的物理结构框图；
图3为HOV车道识别流程图；
图4为违规稽查流程图；
图5为HOV车道诱导流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和功能能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统，包括：车载终端和HOV车道服务模块，其中，HOV车道服务模块运行在远端，通过无线4G网络与车辆的车载终端进行通信。
如图2所示，所述车载终端包括：前置摄像设备、后置摄像设备、北斗差分定位单元、陀螺仪单元、加密单元、HOV车道信息接收和显示单元、移动通信单元和电源单元。
所述前置摄像设备和后置摄像设备分别包括：CCD影像模块和红外灯；所述CCD影像模块，用于采集车道图像及车内人数图像；所述红外灯，用于在恶劣天气下，辅助CCD影像模块采集图像。
所述北斗差分定位单元，用于获得车辆的实时位置信息，以便于车辆行驶过程中的车道识别；
基于RTCM3.2的差分数据协议，北斗差分定位单元实时接收RTD差分信息，对卫星钟差、电离层和伪距所导致的定位误差进行实时修正。
所述陀螺仪单元，用于获得车辆行驶过程中三个方向的角加速度，以辅助修正卫星定位数据；
陀螺仪单元可以实时测量车辆的角加速度，因此，可短时间内准确的得到车辆的位置信息，从而可以保证车辆在无卫星信号或卫星信号定位信息较弱时得到精确的位置信息。
所述加密单元，用于对前车信息、车内图像信息和车辆定位信息进行加密处理；
HOV车道信息接收和显示单元，用于接收HOV车道服务模块发送的信息，并进行显示，为车辆驾驶员提供参考信息；
所述移动通信单元，用于通过无线4G网络为车载终端和HOV车道服务模块提供数据通信；
所述电源单元，用于为整个系统提供电源管理。
所述HOV车道服务模块，用于接收车载终端发送的车辆定位信息和图像信息，识别HOV车道、判断车辆是否违规和引导车辆进入HOV车道；包括：HOV车道识别单元、违规稽查单元和HOV车道诱导单元；
所述HOV车道识别单元，用于将车辆位置数据与城市路网的HOV车道位置数据进行匹配，判断车辆是否位于HOV车道，另外，在卫星信号受到遮挡时，可依据前置摄像设备采集的道路图像识别道路特征，辅助判断车辆行驶车道；
如图3所示，车道识别的主要流程如下：第一步，实时获取车辆高精度定位的信息；第二步，判断车辆行驶车道是否为HOV车道，如果车辆未在HOV车道行驶，车载终端不做处理，如果车辆在HOV车道行驶时，储存该车辆的信息，并将车道行驶在HOV车道的信息发送给HOV车道信息接收和显示单元。另外，当卫星信号丢失时，可通过前置摄像设备采集的图像信息识别车辆行驶的道路特征，辅助判断车辆是否进入HOV车道。
所述违规稽查单元，用于对前置摄像设备采集的前车车牌号码信息进行数据匹配，判断前方车辆是否安装所述车载终端，通过后置摄像设备采集的图像信息识别车内人数，判断车辆是否符合HOV车道行驶条件；
如图4所示，违规稽查的主要流程如下：当车辆驶入HOV车道后，前置摄像设备可以采集前车车牌号码，将采集的信息通过车载终端传至HOV车道服务模块，匹配前车车辆数据，判断前车是否安装车载终端，如果已安装车载终端，不对前车信息进行储存记录，如果未安装车载终端，对前车信息进行储存记录；后置摄像设备采集的图像信息通过车载终端传至HOV车道服务模块，识别车内人数，判断车辆是否符合HOV车道的行驶规定，如果符合规定，不对车辆信息进行储存记录，如果不符合规定，则语音提醒，并对车辆信息进行储存记录，帮助发现违规行驶车辆。
所述HOV车道诱导单元，用于根据车辆当前位置与行驶目的地进行路径规划，当规划路径中存在HOV车道且车辆与HOV车道距离较近时，将HOV车道位置发送到车载终端的HOV车道信息接收和显示单元。
如图5所示，HOV车道诱导主要流程如下：第一步，实时获取车辆位置信息，对车辆当前位置和目的地信息进行路径规划；第二步，判断所有规划路径中是否存在HOV车道，如果不存在，则车载终端不做处理，如果存在，则进行下一步判断；第三步，计算车辆当前位置与HOV车道的距离，如果该距离小于1公里，将HOV车道位置发送到车载终端的HOV车道信息接收和显示单元，对车辆进行诱导。

Claims (6)

1.一种基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统，包括：车载终端和HOV车道服务模块，其特征在于，所述车载终端用于采集车辆的定位信息和图像信息，通过移动通信网络发送到HOV车道服务模块，所述HOV车道服务模块，用于接收车载终端发送的车辆定位信息和图像信息，识别HOV车道、判断车辆是否违规和引导车辆进入HOV车道；
所述车载终端包括：前置摄像设备、后置摄像设备、北斗差分定位单元、加密单元、HOV车道信息接收和显示单元和移动通信单元；
所述前置摄像设备和后置摄像设备分别包括：CCD影像模块和红外灯；所述CCD影像模块，用于采集车道图像及车内人数图像；所述红外灯，用于在恶劣天气下，辅助CCD影像模块采集图像；
所述北斗差分定位单元，用于获得车辆的实时定位信息；
所述加密单元，用于对前车信息、车内图像信息和车辆定位信息进行加密处理；
HOV车道信息接收和显示单元，用于接收HOV车道服务模块发送的信息，并进行显示，为车辆驾驶员提供参考信息；
所述移动通信单元，用于为车载终端和HOV车道服务模块提供数据通信；
所述HOV车道服务模块包括：HOV车道识别单元、违规稽查单元和HOV车道诱导单元；
所述HOV车道识别单元，用于将车辆位置与城市路网的HOV车道位置数据进行匹配，判断车辆是否位于HOV车道；并将该信息反馈到HOV车道信息接收和显示单元；
所述违规稽查单元，用于对前置摄像设备采集的前车车牌号码信息进行数据匹配，判断前方车辆是否安装所述车载终端，通过后置摄像设备采集的图像信息识别车内人数，判断车辆是否符合HOV车道行驶条件；由此判断前车是否违规；
所述HOV车道诱导单元，用于根据车辆当前位置与行驶目的地进行路径规划，当规划路径中存在HOV车道且车辆与HOV车道距离较近时，将HOV车道位置发送到车载终端的HOV车道信息接收和显示单元，引导车辆进入HOV车道。
2.根据权利要求1所述的基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统，其特征在于，所述车载终端还包括：陀螺仪单元，用于获得车辆行驶过程中三个方向的角加速度，辅助修正卫星，确保车辆在无卫星信号或卫星信号定位信息较弱时得到精确的位置信息。
3.根据权利要求1或2所述的基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统，其特征在于，所述车载终端还包括电源单元，用于为整个车载终端供电。
4.根据权利要求1所述的基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统，其特征在于，所述HOV车道识别单元的工作流程为：实时获取车辆高精度定位的信息；判断车辆行驶车道是否为HOV车道，如果车辆未在HOV车道行驶，车载终端不做处理，如果车辆在HOV车道行驶时，储存该车辆的信息，并将车道行驶在HOV车道的信息发送给HOV车道信息接收和显示单元；当卫星信号丢失时，通过前置摄像设备采集的图像信息识别车辆行驶的道路特征，辅助判断车辆是否进入HOV车道。
5.根据权利要求4所述的基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统，其特征在于，所述违规稽查单元的工作流程为：当车辆驶入HOV车道后，前置摄像设备采集前车车牌号码，将采集的信息通过车载终端传至HOV车道服务模块，匹配前车车辆数据，判断前车是否安装车载终端，如果已安装车载终端，不对前车信息进行储存记录，如果未安装车载终端，对前车信息进行储存记录；将后置摄像设备采集的图像信息通过车载终端传至HOV车道服务模块，识别车内人数，判断车辆是否符合HOV车道的行驶规定，如果符合规定，不对车辆信息进行储存记录，如果不符合规定，将该信息发送到HOV车道信息接收和显示单元，并对车辆信息进行储存记录，帮助发现违规行驶车辆。
6.根据权利要求1所述的基于北斗和图像识别技术的HOV车道管理系统，其特征在于，所述HOV车道诱导单元的工作流程为：实时获取车辆位置信息，对车辆当前位置和目的地信息进行路径规划；判断所有规划路径中是否存在HOV车道，如果不存在，则车载终端不做处理，如果存在，计算车辆当前位置与HOV车道的距离，如果该距离小于1公里，将HOV车道位置发送到车载终端的HOV车道信息接收和显示单元，对车辆进行诱导。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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