CN109284745A - 车辆通行信息识别分析系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于资料识别分析技术领域，尤其是涉及一种车辆通行信息识别分析系统，其特征在于包括服务主机，与此服务主机相连接的数个车道主机，与每个车道主机相连接的数个车道信息采集模块，每个车道信息采集模块对应检测一个车道信息。本发明以较低成本的影像设备及无线测试设备，便可采集车辆影像数据及获得无线测试信号结果，根据采集到的各种数据交由车道主机执行车辆通行信息的识别，判断行经该检测关卡的各车辆的身份以确定该交易事件是否可正确成立，因车道主机已先行处理多数的数据，再将处理结果报告到服务主机，对服务主机而言其运算负荷可大幅降低；且各车道主机所负责的车道数目有限，也不会对该各车道主机带来过大的数据运算负担。

Description

车辆通行信息识别分析系统
技术领域
本发明属于资料识别分析技术领域，尤其是涉及一种车辆通行信息识别分析系统。
背景技术
针对多车道的道路环境中，例如高速道路，在许多国家已经在收费站设置有网络收费系统以取代传统的人工收费方式，网络收费系统具有自动扣款、无须停车、维持道路顺畅等优点，若以长远的角度来看也能节省人力成本的支出。
在网络收费系统中，最重要的作业莫过于是如何快速、正确地识别并收集通过收费站的车辆通行信息，如此才能作为后段电子扣款的重要依据。以目前的车辆通行信息识别设备来看，其中一种方式是在各车道上架设雷射检测仪器与红外线仪器，其中雷射检测仪器可判断车辆是否行驶抵达收费站，而红外线仪器可配合设在车辆上的车上单元协同作业，用在接收该车辆的基本信息，所得到的车辆基本信息再传递给服务主机。
前段所述的车辆通行信息识别设备虽可达到辩识目的，却存在有下列几点问题：1、成本昂贵：在各车道上所架设的雷射检测仪器与红外线仪器为专业设备，其费用并不便宜，当车道与收费站数目较多时，总硬件成本将变得极高，不利在电子收费系统的推广普及；
2、服务主机运算量庞大：因为各车道所检测的各笔信息均传送到单服务主机进行运算、判断，导致该服务主机的数据运算量极为庞大；也因为该服务主机进行的工作量极为惊人，设备运行时会产生大量热能，因此必须再额外为服务主机提供冷却空调环境。服务主机与空调设备不仅需要设置成本，其运行时所产生的能源消耗及电力费用也是不容勿视。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够克服目前车辆通行信息识别设备成本昂贵与服务主机运算负荷极大问题的车辆通行信息识别分析系统，以相对较低的硬件成本达到识别行经各检测关卡的车辆信息，并降低服务主机的运算负荷。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
本发明的车辆通行信息识别分析系统，其特征在于包括服务主机，与此服务主机相连接的数个车道主机，与每个车道主机相连接的数个车道信息采集模块，每个车道信息采集模块对应检测一个车道信息，每个车道信息采集模块包括车型识别系统，车牌识别系统，射频通讯收发器，与所述的车型识别系统和车牌识别系统相连接的录像机，所述的车型识别系统包括车型摄影机，与此车型摄影机相连接的车型识别计算机，所述的车牌识别系统包括前车牌摄影机、后车牌摄影机，分别与所述的前车牌摄影机和后车牌摄影机相连接的车牌识别计算机，所述的录像机分别与所述的前车牌摄影机、后车牌摄影机和车型摄影机相连接。
所述的每个车道信息采集模块中，车型摄影机通过视讯分配器分别与所述的车型识别计算机和录像机相连接，所述的前车牌摄影机和后车牌摄影机分别与第一集线器相连接，所述的射频通讯收发器与所述的第一集线器相连接，所述的车牌识别计算机、车型识别计算机和录像机分别与第二集线器相连接，所述的第一集线器与所述的第二集线器相连接，所述的第二集线器与所述的车道主机相连接。
所述的每个车道信息采集模块中，车型摄影机、前车牌摄影机、后车牌摄影机和射频通讯收发器均设置在位于各个车道上的横跨门架上。
所述的每个车道主机根据交易事件、车型识别事件、前车牌识别事件与后车牌识别事件，并依据该等基本事件的间隔时间判断该等事件是否构成完全事件、独立事件及相依事件。
所述的该等基本事件的间隔时间包含以下时间参数：
第一间隔时间：车型识别事件与前车牌识别事件发生的间隔时间；
第二间隔时间：前车牌识别事件与交易事件发生的间隔时间；
第三间隔时间：交易事件与后车牌识别事件发生的间隔时间；
第一超时时间：该第一间隔时间的超时时间；
第二超时时间：该第二间隔时间的超时时间；
第三超时时间：该第三间隔时间的超时时间；
第四超时时间：后车牌识别事件发生到数据分析完成的间隔时间；
其中，当同时具备四种有相关性的基本事件，且皆未发生超时，视为完全事件已成立，并传送该完全事件到服务主机；当基本事件中的任事件发生，且未与其它基本事件有相关性时，视为独立事件；该独立事件在对应的第一到第四超时时间，若与其它事件产生相关性，则成立相依事件。
所述的每个车道主机判断相依事件成立时，该相依事件依据最新产生基本事件的时间作为该相依事件本身的时间；当相依事件时间经过第四超时时间后，若仍未形成完全事件时，各车道主机依据默认的数据分析规则进行判断，当交易事件存在且车型识别事件、前车牌识别事件、与后车牌识别事件三者的中有任者存在时，判断为正常结果；反的则为异常结果，并传送该异常结果或正常结果给服务主机。
本发明的优点：
本发明的车辆通行信息识别分析系统，以较低成本的影像设备及无线测试设备，便可采集车辆影像数据及获得无线测试信号结果，根据采集到的各种数据交由车道主机执行车辆通行信息的识别，判断行经该检测关卡的各车辆的身份以确定该交易事件是否可正确成立，因车道主机已先行处理多数的数据，再将处理结果报告到服务主机，对服务主机而言其运算负荷可大幅降低；且各车道主机所负责的车道数目有限，也不会对该各车道主机带来过大的数据运算负担。
附图说明
图1为本发明的系统方块图。
图2为本发明装设在收费站的俯视平面示意图。
图3为本发明车型摄影机、前车牌摄影机、后车牌摄影机及射频通讯收发器的检测区域示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。
如图1-3所示，本发明的车辆通行信息识别分析系统，其特征在于包括服务主机30，与此服务主机30相连接的数个车道主机20，与每个车道主机20相连接的数个车道信息采集模块10，每个车道信息采集模块10对应检测一个车道信息，
每个车道信息采集模块10包括车型识别系统，车牌识别系统，射频通讯收发器14，与所述的车型识别系统和车牌识别系统相连接的录像机17，所述的车型识别系统包括车型摄影机11，与此车型摄影机11相连接的车型识别计算机15，所述的车牌识别系统包括前车牌摄影机12、后车牌摄影机13，分别与所述的前车牌摄影机12和后车牌摄影机13相连接的车牌识别计算机16，所述的录像机17分别与所述的前车牌摄影机12、后车牌摄影机13和车型摄影机11相连接。
所述的每个车道信息采集模块10中，车型摄影机11通过视讯分配器41分别与所述的车型识别计算机15和录像机17相连接，所述的前车牌摄影机12和后车牌摄影机13分别与第一集线器42相连接，所述的射频通讯收发器14与所述的第一集线器42相连接，所述的车牌识别计算机16、车型识别计算机15和录像机17分别与第二集线器43相连接，所述的第一集线器42与所述的第二集线器43相连接，所述的第二集线器43与所述的车道主机20相连接。
所述的每个车道信息采集模块10中，车型摄影机11、前车牌摄影机12、后车牌摄影机13和射频通讯收发器14均设置在位于各个车道上的横跨门架105上。
所述的每个车道主机20根据交易事件、车型识别事件、前车牌识别事件与后车牌识别事件，并依据该等基本事件的间隔时间判断该等事件是否构成完全事件、独立事件及相依事件。
所述的该等基本事件的间隔时间包含以下时间参数：
第一间隔时间：车型识别事件与前车牌识别事件发生的间隔时间；
第二间隔时间：前车牌识别事件与交易事件发生的间隔时间；
第三间隔时间：交易事件与后车牌识别事件发生的间隔时间；
第一超时时间：该第一间隔时间的超时时间；
第二超时时间：该第二间隔时间的超时时间；
第三超时时间：该第三间隔时间的超时时间；
第四超时时间：后车牌识别事件发生到数据分析完成的间隔时间；
其中，当同时具备四种有相关性的基本事件，且皆未发生超时，视为完全事件已成立，并传送该完全事件到服务主机；当基本事件中的任事件发生，且未与其它基本事件有相关性时，视为独立事件；该独立事件在对应的第一到第四超时时间，若与其它事件产生相关性，则成立相依事件。
所述的每个车道主机20判断相依事件成立时，该相依事件依据最新产生基本事件的时间作为该相依事件本身的时间；当相依事件时间经过第四超时时间后，若仍未形成完全事件时，各车道主机依据默认的数据分析规则进行判断，当交易事件存在且车型识别事件、前车牌识别事件、与后车牌识别事件三者的中有任者存在时，判断为正常结果；反的则为异常结果，并传送该异常结果或正常结果给服务主机30。
图1的系统方块图，本发明主要包含有数个车道信息采集模块10、数个车道主机20与服务主机30。
该数个车道信息采集模块10是架设在多车道的道路上，每一个车道信息采集模块10对应负责监测一个车道。各车道信息采集模块10中进步包含车型摄影机11、前车牌摄影机12、后车牌摄影机13、射频通讯收发器14、车型识别计算机15、车牌识别计算机16与录像机17。
实施例
如图2所示，本实施例以四组车道信息采集模块10应用在具有四个车道101-104的检测关卡为例说明，在车道101-104上方有横跨的门架105；以任一个车道101-104而言，该车型摄影机11装设在对应车道101-105的门架105上且具有检测区域Z1，用以采集前方来车的影像，该检测区域Z1约可定义在门架105前方的28m～18m处。
该前车牌摄影机12与后车牌摄影机13反向装设在对应车道101-104的门架105上，且分别负责拍摄前车牌识别区Z2与后车牌识别区Z3，该前车牌识别区Z2与后车牌识别区Z3相对较接近门架105，约在相距门架105前、后方的8m～18m；其中，前车牌摄影机12负责采集朝向门架105行驶而来的车辆影像，取得各车辆其前车牌信息；后车牌摄影机13负责采集车辆通过门架105后离去时的车辆影像，以取得各车辆其后车牌信息。
该射频通讯收发器14设在对应车道101-104的门架105上，用在发射无线检测信号及接收由车辆的车上单元回传的信号，其信号涵盖的测试区域Z4最接近门架105，约在门架105前方0m～8m处，测试对象是指朝向门架105行驶而来的车辆；其中，该射频通讯收发器14的功能主要是执行高速扣款，利用中心频率5.8GHz的射频(RF)信号与车上单元进行通讯，可采用分时、分频的测试机制以提高正确率；由射频通讯收发器14与每车辆互动而产生扣款的行为，是成为笔交易事件。
该车型识别计算机15连接车型摄影机11，用在分析识别由车型摄影机11所拍摄的影像，主要是分析影像中的来车是为小客车、大客车、联结车等其它车型，产生来车的车型识别事件。
该车牌识别计算机16连接该前车牌摄影机12与后车牌摄影机13，用在分析识别前车牌摄影机12与后车牌摄影机13拍摄的影像，可识别出文字及数字，以得到各车辆的前、后车牌识别结果，产生前车牌识别事件与后车牌识别事件。
该录像机17连接该车型摄影机11、前车牌摄影机12与后车牌摄影机13，可进行全时录像并储存，以作为后续稽核存证用。
在本实例中，上述各装置可通过适当的传递设备互相连接，例如该车型摄影机11可经过视讯分配器41将拍摄到的影像同时传递到车型识别计算机15与录像机17；该前车牌摄影机12、后车牌摄影机13与射频通讯收发器14输出的数据可先传递到第一集线器42再送到第二集线器43，该第二集线器43另可连接该车型识别计算机15、车牌识别计算机16及录像机17，最后以该第二集线器43作为该车道信息采集模块10对外传输的网关。但所述传递设备的配置方式仅是举例说明而已，不必然只限在该架构。
车道主机20可同时连接数个车道信息采集模组10，本实施例中以两个车道信息采集模块10共享同一个车道主机20为例。该车道主机20利用所述车型识别事件、前车牌识别事件、后车牌识别事件及交易事件等四种事件，并参考各基本事件发生的相隔时间，判断该等事件可否构成独立事件、相依事件或完全事件。相关的时间参数定义如下：
第一间隔时间：车型识别事件与前车牌识别事件发生的间隔时间；
第二间隔时间：前车牌识别事件与交易事件发生的间隔时间；
第三间隔时间：交易事件与后车牌识别事件发生的间隔时间；
第一超时时间(TW1)：第一间隔时间的超时时间；
第二超时时间(TW2)：第二间隔时间的超时时间；
第三超时时间(TW3)：第三间隔时间的超时时间；
第四超时时间(TW4)：后车牌识别事件发生到数据分析完成的间隔时间；
完全事件：该车道主机20在进行分析判断作业时，当同时具备四种基本事件，即彼此之间产生相关性，且相邻事件的间隔时间皆未发生超时，此时即形成完全事件，传送报告到服务主机30。在判断各事件的相关性时，是依据车牌信息作为相关性的依据，各事件不限制在必须在同车道依序产生，即使车辆跨越车道，若可根据车牌信息将各笔事件建立关联，仍可形成完全事件；
独立事件：当四种基本事件中的任事件发生，且未与其它事件有相关性时，视为独立事件。该独立事件若经过TW1/TW2/TW3/TW4时间后，仍然未与其它事件具有相关性(依据车牌作为相关性的关联)，视为异常，并将此异常情况报告到服务主机30；
相依事件：该独立事件若在TW1/TW2/TW3/TW4时间内，与其它事件可产生相关性(依据车牌作为相关性的关联)，视为相依事件。相依事件依据最新产生的事件时间作为该相依事件的时间。当相依事件时间经过后，仍未形成完全事件时，依据预设的资料分析规则，判断结果异常或正常，并传送报告给服务主机。
依据该资料分析规则，当交易事件存在且车型识别事件、前车牌识别事件与后车牌识别事件三者的中有任者存在时，可判断结果为正常。该数据分析规则整理如以下表格所示，其中符号“V”表示事件存在，“X”表示事件不存在，分析的结果有异常与正常两种。
综上所述，本发明由相对低成本的摄影装置及具有影像识别能力的计算机，即可在多车道的环境中对通行中的车辆完成识别，并可依据识别结果用在电子收费扣款。
该服务主机30经由以太网络连接各车道主机20与各车道信息采集模块10，收集储存各车道主机20所报告的各种结果，倘若由车道主机20传递而来的结果显示为异常，该服务主机30可进行二次分析。例如当有联结车存在时，该联结车的前、后车牌不致导致异常结果出现时，可由服务主机30针对影像进行二次判断。
本发明在基于所述硬件基础，当由车型摄影机11检测到有车辆进入检测区域时，即开始进行连续的车牌识别作业，该车道主机20将此识别完成的车牌与在此时间的内所发生的交易事件匹配，即可获得完整交易纪录。
因本发明适用在多车道的自由车流系统，当车辆跨车道行进或其它因素导致无法成立完全事件时，会产生不同的事件组合，该车道主机20仍可依据默认的资料分析规则，在存在交易事件的前提下，佐以车型识别事件、前车牌识别事件、后车牌识别事等作为分析条件，以得到最大程度的分析结果。例如在进行前车牌识别时，车辆已经偏移左或右车道，导致前车牌事件不存在，可再参照相邻车牌的后车牌识别事件，建立各事件的关联性。
对该服务主机30而言，不需要进行所有车道上发生的全体事件处理，而改由不同的车道主机20分散处理。因此服务主机30数据运算量能有效减少，主要是在不同事件的信息差异过大，该车道主机20无法匹配时，由服务主机30对该特殊情况进行二次分析处理。
本发明除了应用在电子自动收费系统以外，也可由车道上的车道信息采集模块10主动传播信息给车辆。因为在各车道信息采集模块10中设置有具备主动发射信息的射频通讯收发器14，可将前方道路上的道路信息、路段拥塞情况、建议行驶路线等信息主动传送给各车辆，由车辆的车上单元接收并显示给驾驶人参考。

Claims (6)

1.一种车辆通行信息识别分析系统，其特征在于包括服务主机，与此服务主机相连接的数个车道主机，与每个车道主机相连接的数个车道信息采集模块，每个车道信息采集模块对应检测一个车道信息，
每个车道信息采集模块包括车型识别系统，车牌识别系统，射频通讯收发器，与所述的车型识别系统和车牌识别系统相连接的录像机，所述的车型识别系统包括车型摄影机，与此车型摄影机相连接的车型识别计算机，所述的车牌识别系统包括前车牌摄影机、后车牌摄影机，分别与所述的前车牌摄影机和后车牌摄影机相连接的车牌识别计算机，所述的录像机分别与所述的前车牌摄影机、后车牌摄影机和车型摄影机相连接。
2.根据权利要求1所述的车辆通行信息识别分析系统，其特征在于所述的每个车道信息采集模块中，车型摄影机通过视讯分配器分别与所述的车型识别计算机和录像机相连接，所述的前车牌摄影机和后车牌摄影机分别与第一集线器相连接，所述的射频通讯收发器与所述的第一集线器相连接，所述的车牌识别计算机、车型识别计算机和录像机分别与第二集线器相连接，所述的第一集线器与所述的第二集线器相连接，所述的第二集线器与所述的车道主机相连接。
3.根据权利要求1所述的车辆通行信息识别分析系统，其特征在于所述的每个车道信息采集模块中，车型摄影机、前车牌摄影机、后车牌摄影机和射频通讯收发器均设置在位于各个车道上的横跨门架上。
4.根据权利要求1所述的车辆通行信息识别分析系统，其特征在于所述的每个车道主机根据交易事件、车型识别事件、前车牌识别事件与后车牌识别事件，并依据该等基本事件的间隔时间判断该等事件是否构成完全事件、独立事件及相依事件。
5.根据权利要求4所述的车辆通行信息识别分析系统，其特征在于所述的该等基本事件的间隔时间包含以下时间参数：
第一间隔时间：车型识别事件与前车牌识别事件发生的间隔时间；
第二间隔时间：前车牌识别事件与交易事件发生的间隔时间；
第三间隔时间：交易事件与后车牌识别事件发生的间隔时间；
第一超时时间：该第一间隔时间的超时时间；
第二超时时间：该第二间隔时间的超时时间；
第三超时时间：该第三间隔时间的超时时间；
第四超时时间：后车牌识别事件发生到数据分析完成的间隔时间；
其中，当同时具备四种有相关性的基本事件，且皆未发生超时，视为完全事件已成立，并传送该完全事件到服务主机；当基本事件中的任事件发生，且未与其它基本事件有相关性时，视为独立事件；该独立事件在对应的第一到第四超时时间，若与其它事件产生相关性，则成立相依事件。
6.根据权利要求1所述的车辆通行信息识别分析系统，其特征在于所述的每个车道主机判断相依事件成立时，该相依事件依据最新产生基本事件的时间作为该相依事件本身的时间；当相依事件时间经过第四超时时间后，若仍未形成完全事件时，各车道主机依据默认的数据分析规则进行判断，当交易事件存在且车型识别事件、前车牌识别事件、与后车牌识别事件三者的中有任者存在时，判断为正常结果；反的则为异常结果，并传送该异常结果或正常结果给服务主机。
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