CN109583394B - 高速公路收费系统中车辆轮胎数识别方法和专用设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于公路收费系统技术领域，特别是高速公路收费系统中车轴轮胎数量识别方法，它通过摄像机采集轮胎轮毂形状信息来确定车辆车轴轮胎数量，并将车轴轮胎数量信息发送到高速公路收费系统中。同时提供了高速公路收费系统中车轴轮胎数量识别系统，由摄像机、补光灯、车辆检测器、轮胎感应装置、图像分析装置组成，且车辆检测器安装在车辆行进路线上，并与摄像机相连接；轮胎感应装置安装在车辆行进路线上并与摄像机连接；摄像机与图像分析装置相连接。

Description

高速公路收费系统中车辆轮胎数识别方法和专用设备
技术领域
本发明属于高速公路收费系统中车辆轮胎数识别方法和专用设备。
背景技术
目前高速公路收费系统按货车车辆重量进行收费，对于不同车型，有不同的载重限制，正确识别车辆每轴的轮胎数量成为判断车型的重要依据。
现阶段识别车辆每轴轮胎数主要依靠成排布置的压力(压电)传感器(即轮轴识别器)进行识别，车轴轮胎数量不同，其经过轮轴识别器时所碾压的传感器数量不同，所以可以依据碾压的传感器数量判断车轴的轮胎数量，这种识别方法的可靠性和识别率均不高，对于部分宽度的轮胎数量极易识别错误。
在高速公路收费系统中快速准确识别车轴轮胎数，正确判断车型，是提高通行效率的有效途径。
发明内容
本发明目的是提供一种高速公路收费系统中车辆轮胎数的识别方法及设备，以快速准确识别车型，提高通行效率。
货车的轮毂中间有凹进与凸出之分，车轴每侧为单轮胎时，轮毂中央凸出，为双轮胎时，中央凹进，且没有例外。
依据以上车轴轮胎数量的规律，利用图像识别分析技术，提供一种通过识别轮毂形状确定车轴轮胎数量方法和设备。
本发明所采用的技术方案是：高速公路收费系统中车轴轮胎数量识别方法，通过摄像机采集轮胎轮毂形状信息来确定车轴轮胎数量，并将车轴轮胎数量信息发送到高速公路收费系统。
所述的高速公路收费系统中车轴轮胎数量的识别方法，首先对车辆轮胎进行拍照；通过图像分析装置对抓拍照片进行图像处理、特征提取、特征识别；再根据识别的轮毂特征确定单、双轮胎；最后将单、双轮胎信息发送到高速公路收费系统。
所述的高速公路收费系统中车轴轮胎数量识别方法，按照如下步骤实现：
(1)在车辆行进线路上安装车辆检测装置，车辆到达检测区域后，车辆检测器向图像分析装置发出车辆到达信号；
(2)安装在车辆行进线路上的轮胎感应装置检测到车轮后给摄像机发出拍照触发信号，摄像机抓拍轮胎图像并传送给图像分析装置；
(3)图像分析装置利用深度卷积神经网络提取轮胎轮毂的特征，分析轮毂中央的凹凸形状而得出轮胎为单轮胎或者双轮胎；并上传至收费系统。
所述的高速公路收费系统中车轴轮胎数识别系统，其是由摄像机、补光灯、车辆检测器、轮胎感应装置、图像分析装置组成，且车辆检测器安装在车辆行进路线上，并与摄像机相连接；轮胎感应装置安装在车辆行进车道并与摄像机连接；摄像机与图像分析装置相连接。
所述识别系统，图像分析装置由图像获取模块、特征获取模块和特征识别模块构成；且所述图像获取模块，用于获取待识别轮毂的图像；所述特征获取模块，用于将所述待识别轮毂的图像通过深度卷积神经网络得到轮毂特征；所述特征识别模块，根据轮毂特征，判断车轴的轮胎数。
附图说明
图1为本发明的设备布置图；
图2-1、2-2分别为单轮胎轮毂特征照片及二值化图像；
图3-1、3-2分别为双轮胎轮毂特征照片及二值化图像；
图4为本发明工作原理图。
具体实施方式
如图1所示，本设备由摄像机2、补光灯、车辆检测器4、轮胎感应装置3、图像分析装置1等组成，设备的布置如图1如所示。
车辆在行进过程中到达车辆检测器4检测区域后，车辆检测器4向图像分析装置1发出车辆到达信号，轮胎感应装置3检测到车轮后会给摄像机2发出拍照触发信号，抓拍的图像传送给图像分析装置1，图像分析装置1利用深度卷积神经网络提取轮毂的特征，分析轮毂的凹凸形状而得出轮胎数量(单轮胎或者双轮胎),如图2-1、图2-2为单轮胎的轮毂形状，图3-1、图3-2为双轮胎的轮毂形状，车辆离开车辆检测器4检测区域时，图像分析装置1根据检测器的信号变化判断到车辆完全驶离检测区域后，就将识别的车轴轮胎数量通过通讯端口予以上传。
图像分析装置1具有图像处理、特征提取、特征识别等功能，能对抓拍的车轮轮毂图像利用深度卷积神经网络提取轮毂的特征，用层次化特征来进行特征从底层到高层的特征提取。通过学习层次化的特征表达，来对特征进行从底层到高层的描述，自动学习得到层次化的特征表示，提高轮毂的特征的识别率和识别精度，系统流程图如图4所示。

Claims (2)

1.一种高速公路收费系统中车轴轮胎数量识别方法，其特征是通过摄像机抓拍车辆轮胎图像利用深度卷积神经网络提取轮胎轮毂的特征，分析轮毂中央的凹凸形状而得出车轴每侧为单轮胎或者双轮胎；
具体是首先对车辆轮胎进行拍照；通过图像分析装置(1)对抓拍照片进行图像处理、特征提取、特征识别；再根据识别的轮毂特征确定单、双轮胎；最后将单、双轮胎信息发送到高速公路收费系统中；
所述方法按照如下步骤实现：
(1)在车辆行进路线上安装车辆检测器(4)，车辆到达检测区域后，线圈式车辆检测器(4)向图像分析装置(1)发出车辆到达信号；
(2)安装在车辆行进路线上的轮胎感应装置(3)检测到车轮后给摄像机(2)发出拍照触发信号，摄像机(2)抓拍图像并传送给图像分析装置(1)；
(3)图像分析装置(1)由图像获取模块、特征获取模块和特征识别模块构成；且
所述图像获取模块，用于获取待识别轮毂的图像；
所述特征获取模块，用于将所述待识别轮毂的图像通过深度卷积神经网络得到轮毂特征；
所述特征识别模块，根据所述轮毂特征，分析轮毂的凹凸形状而得出轮胎为单轮胎或者双轮胎，确定所述车辆的车轴轮胎数量；
(4)车辆离开车辆检测器检测区域后，图像分析装置(1)会将识别的车轴轮胎数量结果通过通讯端口上传到高速公路收费系统中。
2.一种实现权利要求1所述方法的高速公路收费系统中车轴轮胎数量识别系统，其特征是由摄像机(2)、补光灯、车辆检测器(4)、轮胎感应装置(3)、图像分析装置(1)组成，且车辆检测器(4)安装在车辆行进路线上，并与摄像机(2)连接；轮胎感应装置(3)安装在车辆行进路线上与摄像机(2)连接；摄像机(2)与收费控制系统中图像分析装置(1)连接；
所述图像分析装置(1)由图像获取模块、特征获取模块和特征识别模块构成；且
所述图像获取模块，用于获取待识别轮毂的图像；
所述特征获取模块，用于将所述待识别轮毂的图像通过深度卷积神经网络得到轮毂特征；
所述特征识别模块，根据所述轮毂特征，分析轮毂的凹凸形状而得出轮胎为单轮胎或者双轮胎，确定所述车辆的车轴轮胎数量。
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