CN107705564A - 基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统及方法 - Google Patents

基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高速公路车辆行驶轨迹识别领域,尤其涉及一种基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统及方法。系统包括:手机,其内绑定了用户车辆信息,同时安装有定位软件;位置监测平台,内含高速路网分布地图,并在地图上将高速入口、出口及路段中间一些关键点设置为位置监测点,位置监测平台将上述数据推送给手机,同时接收手机发来的途经位置监测点信息及所绑定车辆信息,从而识别车辆行驶轨迹;车辆识别装置,位于高速公路入口和出口处,与位置监测平台无线通讯,用于识别车辆类型和车牌号。本发明不需过多设施投入,利用手机端定位软件及相应平台监测软件即可实现对高速公路车辆行驶轨迹的监测,成本低,监测效果好。

Description

基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统及方法
技术领域
本发明涉及高速公路车辆行驶轨迹识别领域,尤其涉及一种基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统及方法。
背景技术
随着高速公路的不断发展,高速公路路网覆盖率越来越高,两地之间可选择的路径也越来越多。随着信息技术的发展,高速公路收费系统的自动化程度也越来越高,但由于不追踪车辆的具体行驶路线,仅记录车辆的进站和出站位置来核算费用,这种方式计算的费用并不能准确反应车辆在高速公路上的行驶里程,而且也无法拆分所收取的通行费。
为服务于高速公路收费系统,为其提供准确的行驶路径信息,目前也有车辆行驶路径识别技术方面的研究。目前已有的车辆路径识别方法主要有标识站法、车牌照识别法等,标识站法需在高速公路各路段设置标识站,标识站需设置收费亭、带IC卡读写设备的计算机、自动栏杆及通行系统等,路径的识别主要依据写入通行卡的标识站编码,由出口根据入口、标识站信息自动计算车辆行驶路径。这种方式需设置的物理设备较多,投入成本较高,前期施工复杂,而且有些标识站还需要停车刷卡导致行车速度降低,降低了高速公路的服务水平。而车牌照识别法是利用日益发展的图像识别技术,在高速公路出入口及路网内关键点设置车牌照抓拍系统,提取通过车辆牌照,这种方式不会降低车辆行驶速度,但同样需设置若干抓拍摄像机,施工量和成本并不能降低。
发明内容
为解决上述方式存在的问题,本发明基于手机定位方式进行高速公路车辆行驶轨迹的识别,该识别方法仅需要在高速公路出入口增加车辆识别装置,识别车辆信息,通过为手机配备定位软件,向监测平台实时上传数据,即可实现对车辆行驶轨迹的识别。
本发明采用的具体技术方案如下:
一种基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统,包括:
手机,由车辆用户持有,其内绑定了用户车辆信息,同时安装有定位软件,用于检测用户车辆所处位置及途经位置监测点信息;
位置监测平台,内含高速路网分布地图,并在地图上将高速入口、出口及路段中间一些关键点设置为位置监测点,位置监测平台与手机无线通讯,将地图及位置监测点数据推送给手机,同时接收手机发来的途经位置监测点信息及所绑定车辆信息,从而识别车辆行驶轨迹;
车辆识别装置,位于高速公路入口和出口处,与位置监测平台无线通讯,用于在车辆进入或离开高速公路时拍摄车辆视频,识别车辆类型和车牌号,并将其发送到位置监测平台。
进一步,所述的路段中间的关键点为任意两相邻出入口中间一点或多点,用于识别高速路段。位置监测点的设置很关键,除了将高速公路出入口设置为位置监测点外,还需在两相邻收费站之间的任一路段中均选取一个或多个点将其设为位置监测点,以便识别是哪条路段。
进一步,所述的位置监测点为虚拟断面点,并将其沿所处高速路段延伸方向前后一定距离列为检测范围,手机采集车辆进入和离开某位置监测点检测范围的时间及该监测点编号,上传给位置监测平台。
优选的,所述的检测范围为位置监测点沿高速公路延伸方向的前500米至后500米。由于监测点有一定覆盖范围,为防止范围重叠,导致监测点混淆,监测点之间的距离应大于其检测范围。
进一步,所述的车辆识别装置包括CCD高清相机、车牌识别模块、车型识别模块和GPRS无线通信模块,CCD高清相机用于拍摄车辆视频并传给车牌识别模块和车型识别模块处理,车牌识别模块用于识别视频中的车牌号,车型识别模块用于分析车辆类型,车辆识别装置通过GPRS无线通信模块与位置监测平台通信。车牌识别模块的工作模式有多种,可以是视频识别,拍摄动态车辆图像,模拟触发识别。也可以是采用地感线圈识别,车辆经过线圈触发相机抓拍。当然也可以两种方式结合,从动态视频中识别车牌,地感线圈触发上传车牌信息。
进一步,所述车型识别模块采用多种特征融合技术对车脸LBP纹理特征提取,利用SVM分类器对车型进行识别。也可利用卷积神经网络识别视频中的车辆类型。
上文所述定位软件的类型有很多种,优选的,所述的定位软件为GIS电子地图。
一种基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别方法,采用上述系统实现,包括以下步骤:
(1)车辆进入高速公路入口,位于该处的车辆识别装置识别车辆信息,发送到位置监测平台;
(2)车辆用户所持有的手机定位到车辆经过入口处的位置监测点,将所处位置、位置监测点编号、经过时间及绑定的车辆信息发送到位置监测平台;
(3)位置监测平台判断车辆识别装置发来的车辆信息及其所处位置信息与手机发来的绑定车辆信息及其所处位置信息是否一致,若一致,则对该车辆启动车辆行驶轨迹检测;否则,不启动;
(4)车辆行驶过程中,手机随时定位车辆所处位置,当车辆进入定位软件地图中所标记的位置监测点检测范围时,手机记录进入和离开该点检测范围的时间,发送给位置监测平台;
(5)车辆离开高速公路时,手机采集经过该处位置监测点的时间并发送给位置监测平台,同时,出口处的车辆识别装置检测车辆信息并发送到位置监测平台,位置监测平台接收到出口车辆识别装置发来的信息即记录该出口为车辆行驶轨迹的终点,然后将入口监测点、途经监测点及出口监测点连接,形成该车辆在高速公路路网的行驶轨迹。
车辆识别装置识别的车辆信息为车辆类型和车牌号,其中车牌号识别采用视频识别方式。
本发明方法不需要在高速公路上实际设置监测点,过多地安装物理信号检测设备,也不需要在车上安装车载标签或携带IC卡,仅需在车辆出入口增加必要的车辆识别装置,利用手机端定位软件及相应平台监测软件即可实现对高速公路车辆行驶轨迹的监测。另外,由于采用手机及车辆识别装置双重鉴定车辆信息,确保所提供的行驶轨迹与实际行驶车辆一致。本发明系统建设成本低,使用方便灵活,具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明系统的架构图;
图2是本发明的原理框图;
图3是本发明位置监测点在地图上的分布示意图;
图4是本发明方法的流程示意图;
图中,1、手机,11、GIS电子地图,12、第一GPRS无线通信模块,2、位置监测平台,21、第二GPRS无线通信模块,3、车辆识别装置,31、CCD高清相机,32、车牌识别模块,33、车型识别模块,34、第三GPRS无线通信模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统,如图1、图2所示,包括手机1、位置监测平台2及设置在高速公路出入口各车道的车辆识别装置3。手机1为车辆司乘人员所携带的普通手机,手机中事先下载安装GIS电子地图11,并绑定车辆的类型及车牌号等信息。当车辆更换司乘人员时,新的司乘人员也应为手机配备上述软件和车辆信息。若司乘人员更换新的车辆,应在手机中更新车辆信息。手机中设有第一GPRS无线通信模块12,用于与位置监测平台传输数据。车辆识别装置3包括CCD高清相机31、车牌识别模块32、车型识别模块33和第三GPRS无线通信模块34,CCD高清相机通过支架安装在入口或出口车道上方,拍摄经过该车道的车辆视频,发给车牌识别模块和车型识别模块,车牌识别模块32截取图像中的车牌位置图像,将图像中车和字符分割处理,然后进行光学字符识别,识别出车辆的车牌号。车型识别模块33采用多种特征融合技术对车脸LBP纹理特征提取,利用SVM分类器对车型进行识别。位置监测平台2设有第二GPRS无线通信模块21,车辆识别装置与位置监测平台无线通讯,在车辆进入或离开高速公路时采集车辆类型和车牌号,发送到位置监测平台,以便与手机发送的绑定车辆信息比对,只有在信息一致时才启动行驶轨迹检测。
位置监测平台2可以是云端服务器,内含高速路网分布地图,如图3所示,地图上将高速入口、出口(A-G)及任意相邻出入口之间的各路段一点(图中圆圈标识)标记为位置监测点,该位置监测点为虚拟断点,只在地图上设置,并不在现场实际体现。位置监测点沿所处高速路段的前后各500米为其检测范围(图中短斜线标记范围),位置监测平台与手机无线通讯,位置监测平台将地图及其上的位置监测点数据推送到用户手机GIS电子地图中,由手机实时跟踪车辆所处位置,并在其进入某监测点检测范围时采集进入时间,并在离开该监测点范围时采集离开时间,每经过一个监测点即将所绑定车辆信息、该监测点编号及进入和离开时间发送到位置监测平台。
位置监测平台接收手机发来的所绑定车辆经过的各监测点的信息,待车辆离开高速公路时,将入口监测点、途经监测点及出口监测点连接,获得车辆的行驶轨迹。
如图4所示,使用上述系统进行高速公路车辆行驶轨迹识别的具体过程如下:
(1)初始设置:车辆司乘人员在手机上下载安装GIS电子地图,绑定车辆信息(含车牌号、车型及用户信息),并与位置监测平台通讯获取到位置监测点数据,将各监测点前后500米作为检测范围。
(2)车辆进入高速公路入口,位于该处的车辆识别装置识别车辆信息,发送到位置监测平台。同时,手机定位到车辆位于高速入口监测点处,手机将所处入口位置、位置监测点编号、经过时间及绑定的车辆信息发送到位置监测平台。
(3)位置监测平台判断车辆识别装置发来的车辆信息及该车辆识别装置所处位置信息与手机发来的绑定车辆信息及其所处位置信息是否一致,若一致,则对该车辆启动车辆行驶轨迹检测;否则,不启动,采用传统方式,仅采集同一车辆在高速公路上的入口、出口位置进行通行费核算。
(4)车辆进入高速公路行驶,行驶过程中,手机随时定位车辆所处位置,当车辆进入地图中所标记的位置监测点检测范围时,手机记录进入和离开该点检测范围的时间,连同监测点编号和绑定车辆信息发送给位置监测平台。
(5)车辆欲离开高速公路时,行驶到高速公路出口,手机采集该处位置监测点信息并发送给位置监测平台,同时,出口处的车辆识别装置检测车辆信息并发送到位置监测平台,位置监测平台接收到出口车辆识别装置发来的信息即记录该出口为车辆行驶轨迹的终点,然后将入口监测点、途经监测点及出口监测点连接,形成该车辆在高速公路路网的行驶轨迹。
位置监测平台可以设置费用核算模块,根据车辆行驶轨迹核算车辆的通行费,将得出的通行费金额推送给出口收费站,人工收取费用或采用ETC自动扣费;同时,也可以推送到与该车辆对应的用户手机中,利用手机缴费。这种方式测得的车辆行驶轨迹基本与实际相符,因此计算的通行费更准确,也能方便分割通行费。

Claims (9)

1.一种基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统,其特征在于包括:
手机,由车辆用户持有,其内绑定了用户车辆信息,同时安装有定位软件,用于检测用户车辆所处位置及途经位置监测点信息;
位置监测平台,内含高速路网分布地图,并在地图上将高速入口、出口及路段中间一些关键点设置为位置监测点,位置监测平台与手机无线通讯,将地图及位置监测点数据推送给手机,同时接收手机发来的途经位置监测点信息及所绑定车辆信息,从而识别车辆行驶轨迹;
车辆识别装置,位于高速公路入口和出口处,与位置监测平台无线通讯,用于在车辆进入或离开高速公路时拍摄车辆视频,识别车辆类型和车牌号,并将其发送到位置监测平台。
2.根据权利要求1所述的基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统,其特征在于:所述的路段中间的关键点为任意两相邻出入口之间一点或多点,用于识别高速路段。
3.根据权利要求1所述的基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统,其特征在于:所述的位置监测点为虚拟断面点,并将其沿所处高速路段延伸方向前后一定距离列为检测范围,手机采集车辆进入和离开某位置监测点检测范围的时间及该监测点编号,上传给位置监测平台。
4.根据权利要求3所述的基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统,其特征在于:所述的检测范围为位置监测点沿高速公路延伸方向的前500米至后500米。
5.根据权利要求1所述的基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统,其特征在于:所述的车辆识别装置包括CCD高清相机、车牌识别模块、车型识别模块和GPRS无线通信模块,CCD高清相机用于拍摄车辆视频并传给车牌识别模块和车型识别模块处理,车牌识别模块用于识别视频中的车牌号,车型识别模块用于分析车辆类型,车辆识别装置通过GPRS无线通信模块与位置监测平台通信。
6.根据权利要求5所述的基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统,其特征在于:所述车型识别模块采用多种特征融合技术对车脸LBP纹理特征提取,利用SVM分类器对车型进行识别。
7.根据权利要求1所述的基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别系统,其特征在于:所述的定位软件为GIS电子地图。
8.一种基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别方法,采用权利要求1-7所述系统实现,其特征在于包括以下步骤:
(1)车辆进入高速公路入口,位于该处的车辆识别装置识别车辆信息,发送到位置监测平台;
(2)车辆用户所持有的手机定位到车辆经过入口处的位置监测点,将所处位置、位置监测点编号、经过时间及绑定的车辆信息发送到位置监测平台;
(3)位置监测平台判断车辆识别装置发来的车辆信息及其所处位置信息与手机发来的绑定车辆信息及其所处位置信息是否一致,若一致,则对该车辆启动车辆行驶轨迹检测;否则,不启动;
(4)车辆行驶过程中,手机随时定位车辆所处位置,当车辆进入定位软件地图中所标记的位置监测点检测范围时,手机记录进入和离开该点检测范围的时间,发送给位置监测平台;
(5)车辆离开高速公路时,手机采集经过该处位置监测点的时间并发送给位置监测平台,同时,出口处的车辆识别装置检测车辆信息并发送到位置监测平台,位置监测平台接收到出口车辆识别装置发来的信息即记录该出口为车辆行驶轨迹的终点,然后将入口监测点、途经监测点及出口监测点连接,形成该车辆在高速公路路网的行驶轨迹。
9.根据权利要求8所述的基于手机定位的高速公路车辆行驶轨迹识别方法,其特征在于:车辆识别装置识别的车辆信息为车辆类型和车牌号,其中车牌号识别采用视频识别方式。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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CB03 Change of inventor or designer information
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CB02 Change of applicant information
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Address after: 22 / F, Qilu traffic information industrial park, building 2, union Fortune Plaza, 2177 Tianchen Road, Jinan high tech Industrial Development Zone, Shandong Province

Applicant after: Shandong high speed information Group Co.,Ltd.

Address before: Room 6-38, B1, Building 1, Qilu Software Park (Block C, Pioneer Plaza), No. 1 Shunhua Road, High-tech Industrial Development Zone, Jinan City, Shandong Province, 250001

Applicant before: QILU TRANSPORTATION INFORMATION Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
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