CN109686103B - 一种基于图像识别的智能交通违停监控管理系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于图像识别的智能交通违停监控管理系统与方法，属于智能交通技术领域，本发明通过自主移动装置对选定区域范围执行24小时不间断自动巡逻与监测，发现违章停车可进行提醒、警告、取证或处罚。自主移动装置巡逻过程可通过远程的监控移动设备与监控主机存储与查看，违章决策可通过自主移动装置或云端服务平台等智能识别与判定，也可通过远程操作员借助移动终端或计算机人工判定，违章停车提醒、警告、可通过自主移动装置现场警告或经由云端对车主特定关联手机发送信息完成。本发明使交警违章停车系统监控与管理更加的方便快捷有效率，大大提高了巡逻违章的速度、效率与时间和地域的维度，可替代交警执勤人员巡逻。

Description

一种基于图像识别的智能交通违停监控管理系统与方法
技术领域
本发明属于智能交通技术领域，具体涉及一种基于图像识别的智能交通违停监控管理系统与方法。
背景技术
随着社会经济的发展，私家车已经成为了人们的常备出行工具，但是随着私家车的增多，停车位也越来越不够用。尤其是在繁华的市区，因此许多私家车车主经常违反交通停靠规则将车停靠在不恰当的位置，这就给交通执勤人员大大的增加了执法压力，虽然每天有大量的警务人员不停的巡逻，可是人员毕竟有限，而且无法24小时监控管理。
传统交通违章停车监管模式为每个路段都派若干个警务人员进行巡逻与监察，但限于人力资源有限，而且路况复杂有时警务人员还要花多余的时间与乘客交流不便执法。警务人员在处理违章停车车辆的效率较低，同时，警务人员在执法过程中较为容易产生冲突，造成不必要的麻烦。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于图像识别的智能交通违停监控管理系统与方法，通过基于图像识别的辅助执法系统，以提高处理违章停车的执法效率。
本发明提供的这种基于图像识别的智能交通违停监控管理系统，包括自主移动装置、移动终端、监控主机和云服务平台；所述自主移动装置、移动终端、监控主机均与云服务平台连接；
所述自主移动装置用于自主巡逻特定路段的违章停车现象，并将巡逻时的监控图像上传至云服务平台，依法进行警告、取证或处罚；
所述移动终端由执勤交警持有，用于查看特定自主移动装置及其周围的实时状态，包括设备硬件状态、地理位置和实时图像，以及存储自主移动装置在某一时间段的监控录像，同时执勤交警可在权限许可范围内对自主移动装置下达指令；
所述监控主机固设于指定区域，用于查看任何一台自主移动装置及其周围的实时状态，包括设备硬件状态、地理位置和实时图像，并对监控录像进行存储备份；
所述云服务平台通过因特网与自主移动装置、移动终端、监控主机联接，进行数据通信、信息存储、信息处理、决策和交互。
在一个具体实施方式中，所述自主移动装置包括网络通讯模块、图像摄取模块、定位模块、嵌入式系统和电源模块；
所述网络通讯模块用于自主移动装置与云服务平台之间的数据通信和交互；图像摄取模块用于捕获静态或者动态图像，具备活体识别功能，能够确认违章停车车辆附近是否存在活体车主；定位模块用于实时定位；嵌入式系统用于控制和管理网络通讯模块、图像摄取模块、定位模块和电源模块协调工作，并配合图像摄取模块运行图像识别；电源模块用于给所述自主移动装置进行供电。
在一个具体实施方式中，所述自主移动装置为无人机或者无人车。
在一个具体实施方式中，所述图像摄取模块为广角摄像头、可旋转的摄像头、或者不同方位安装的多个摄像头，进行图像获取并通过与其相连的嵌入式系统进行图像识别。
在一个具体实施方式中，所述定位模块为GPS定位模块或者北斗定位模块。
在一个具体实施方式中，所述嵌入式系统采用windows、linux或者Android，所述嵌入式系统根据云服务平台提供的实时路况信息同时结合定位模块，对自主移动装置的巡逻路线进行规划；
所述嵌入式系统根据图像摄取模块的输入信息(路况信息、车牌号)作出反应，触发警告系统，通过语音设备进行输出；警告无效后自动生成罚单。
在一个具体实施方式中，所述移动终端为智能手机，或者统一配发的警务通讯显示设备。
在一个具体实施方式中，所述监控主机包括显示模块和存储模块，监控主机可以根据唯一标识码查看任何一台正在执勤或非执勤的自主移动装置，同时其权限要大于执勤警务人员所持有的移动终端，可审核由移动终端发送的申请信息；
所述显示模块为一块或多块显示屏，用于显示不同自主移动装置的实时状态，包括设备硬件状态、地理位置和实时图像；所述存储模块为存储器，用于对监控录像进行存储备份。
在一个具体实施方式中，所述云服务平台为具有云计算功能的主机群，其与警务系统数据库相连，可实时获取各地段路况以及车牌号、车主等信息；同时该云服务平台是各移动终端的通信枢纽，统筹自主移动装置巡逻任务的实施。
作为一个总的发明构思，本发明还提供一种基于图像识别的智能交通违停监控管理方法，包括以下步骤：
(1)云服务平台通过查询数据库实时路况信息以及各自主移动装置数量以及位置信息，对自主移动装置的巡逻范围与时间段进行分配，将分配信息发送至执勤交警的移动终端以及监控主机处，由执勤人员以及监控主机监控人员进行实时查看；
(2)自主移动装置接到由云平台下达的今日任务后，启动并前往执勤路段，根据定位信息到达指定路段后自动开启图像摄取模块进行巡逻；
(3)巡逻过程中该所辖范围内的执勤交警可查看附近执勤的自主移动装置，当人手不够时可向云服务平台申请调配自主移动装置前往辅助执法；
(4)自主移动装置在巡逻过程中若发现违章停车现象，立即在车前方合适位置停留，此时远程监控人员可通过人为中断自动执勤过程，并通过遥控自主移动装置进行远程人工处理(如拍照识别，发生警告等)，若超过一定时限未由人工处理，则通过自主移动装置自主对违章停车活动进行声光警告、或摄像取证与电子处罚；
(5)自主移动装置取证或电子处罚后，嵌入式系统将该罚单发送至云服务平台审核，同时结束该次处理流程，继续巡逻；
(6)在一定时间段内来回巡逻过程中若在同一地点发现违章停车，先识别是否已经开具电子罚单，若是则自动略过，若不是，则重复步骤(4)～(5)；
(7)监控主机可随时查看全部自主移动装置分布情况与执勤实况，查看是否出现问题，同时可随时下达各类指令，执勤交警所持移动终端也可对自主移动装置下达简单指令，但是重大的更改指令需要向云服务平台提出申请；
(8)在设定的巡逻时间点结束后，或者由云服务平台人工结束执勤工作后，自主移动装置将回到指定区域待命。
在一个具体实施方式中，步骤(4)中，所述通过自主移动装置依法对违章停车活动进行警告、取证或处罚，具体为：
S1.违章停车车主在车内或车附近，由自主移动装置先发出警告，若车主及时将车驶离该区域则结束本次执法；
S2.若车主警告多次无果，则捕捉其车牌号并依法进行处罚；
S3.违章停车车主不在车附近，自动捕捉车牌号进行处罚，并将处罚的时间、地点、原因等信息以短信的方式发送至该车牌所绑定手机；
S4.若无车牌号或车牌号被遮挡、辨认不清则自动呼叫附近的执勤交警并发送定位与图像信息。
在一个具体实施方式中，自主移动装置捕捉车牌号并依法进行处罚，通过自主移动装置自动执行；
或者通过监控人员在监控主机端对自主移动装置传回的实时图像进行查看，根据车牌号手动进行处罚并下达罚单指令。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
本发明提供一种基于图像识别的智能交通违停监控管理系统与方法，包括自主移动装置、移动终端、监控主机和云服务平台；所述自主移动装置、移动终端、监控主机均与云服务平台连接；自主移动装置用于自主巡逻特定路段的违章停车现象，并将巡逻时的监控录像上传至云服务平台，依法进行警告、取证或处罚；本发明通过自主移动装置(如无人机)对选定区域范围执行24小时不间断自动巡逻与监测，发现违章停车可进行提醒、警告、警告、取证或处罚。自主移动装置巡逻过程可通过远程的监控移动设备与监控主机存储与查看，违章决策可通过自主移动装置或云端服务平台等智能识别与判定，也可通过远程操作员借助移动终端或计算机人工判定，违章停车提醒、警告、可通过自主移动装置现场警告或经由云端对车主特定关联手机发送信息完成。本发明使交警违章停车系统监控与管理更加的方便快捷有效率，大大提高了巡逻违章的速度、效率与时间和地域的维度，可替代交警执勤人员巡逻，实现24小时不间断监控。
附图说明
图1为本发明基于图像识别的智能交通违停监控管理系统的功能模块图。
图2为本发明基于图像识别的智能交通违停监控管理系统的总体结构图。
图3为本发明自主移动装置执法总流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步说明：
如图1～2所示，本实施例提供一种基于图像识别的智能交通违停监控管理系统，包括自主移动装置(无人机)、移动终端(智能手机)、监控主机和云服务平台；自主移动装置、移动终端、监控主机均与云服务平台连接；
自主移动装置用于自主巡逻特定路段的违章停车现象，并将巡逻时的监控图像上传至云服务平台，依法进行警告、取证或处罚；移动终端由执勤交警持有，用于查看特定自主移动装置及其周围的实时状态，包括设备硬件状态、地理位置和实时图像，以及存储自主移动装置在某一时间段的监控录像，同时执勤交警可在权限许可范围内对自主移动装置下达指令；监控主机固设于指定区域，用于查看任何一台自主移动装置及其周围的实时状态，包括设备硬件状态、地理位置和实时图像，并对监控录像进行存储备份；云服务平台通过因特网与自主移动装置、移动终端、监控主机联接，进行数据通信、信息存储、信息处理、决策和交互。
在本发明实施例中，自主移动装置包括4G通讯模块、图像摄取模块、GPS定位模块、嵌入式系统和电源模块；
4G通讯模块用于自主移动装置与云服务平台之间的数据通信和交互；图像摄取模块用于捕获静态或者动态图像，具备活体识别功能，能够确认违章停车车辆附近是否存在活体车主；GPS定位模块用于实时定位；嵌入式系统用于控制和管理网络通讯模块、图像摄取模块、定位模块和电源模块协调工作，并配合图像摄取模块运行图像识别；电源模块用于给所述自主移动装置进行供电。
自主移动装置根据需要分布在城市的特定街道，每一台自主移动装置根据云平台提供的路况信息以及城市道路路况算法计算后的结果自动规划执勤时间与路段；云服务平台与交通警务系统数据库连接，可直接获取需要的交通信息。
自主移动装置具备由警务系统安装的执法设备，能够开具具备法律效应的罚单，能够利用输出设备对违章停车人员进行声音警告，警告无效够将实行惩罚，并将罚款信息发送至云平台与交警的移动设备中查看。
自主移动装置的GPS定位模块以及4G通讯模块能够使其随时在监控主机以及移动终端的监视下(随时返回数字图像信息)，由查看人员根据需求下达人工指令，监控主机的工作人员可进行人工监察违章停车，在主机端通过自主移动装置传回的图像查看车牌号以及具体违章停车情况进行相应的处罚。
在本发明实施例中，图像摄取模块为可转动摄像头，进行图像获取并通过与其相连的嵌入式系统进行图像识别，能够拍摄静态与移动中的高清图像，并利用嵌入式的识别算法进行识别图像中的车牌号，路标文字数字以及活体信息，将信息返回至嵌入式系统进行处理，同时生成罚单信息。
在自主移动装置GPS出现定位不准确时，或实时路况有所改变时，可借助摄像头传回的图像进行识别。比如某地正在施工或定位不准确，可更通过拍摄路标更改状态为巡逻路段xx路正在施工等，或通过拍摄路况返回至云平台路段拥堵情况，比如xx路拥堵程度为xx等。
在本发明实施例中，嵌入式系统采用Android嵌入式系统，根据云服务平台提供的实时路况信息同时结合定位模块，对自主移动装置的巡逻路线进行规划；
嵌入式系统根据图像摄取模块的输入信息(路况信息、车牌号)作出反应，触发警告系统，通过语音设备进行输出；警告无效后自动生成罚单。
自主移动装置的嵌入式系统能够结合4G通讯模块将输入图像音频信息发送至云服务平台与移动终端，同时能够接收指令并指挥自主移动装置执行下达的指令。
在本发明实施例中，监控主机包括显示模块和存储模块，监控主机可以根据唯一标识码查看任何一台正在执勤或非执勤的自主移动装置，同时其权限要大于执勤警务人员所持有的移动终端，可审核由移动终端发送的申请信息；
显示模块为一块或多块显示屏，用于显示不同自主移动装置的实时状态，包括设备硬件状态、地理位置和实时图像；存储模块为存储器，用于对监控录像进行存储备份。
在本发明实施例中，云服务平台为具有云计算功能的主机群，其与警务系统数据库相连，可实时获取各地段路况以及车牌号、车主等信息；同时该云服务平台是各移动终端的通信枢纽，统筹自主移动装置巡逻任务的实施。
云服务平台与警务系统的数据库连接，能够根据实时路况对自主移动装置进行调配，同时云服务平台能够协调执勤移动设备，监控主机以及自主移动装置之间的控制与被控制关系，该数据库存储有所有自主移动装置的机器号以及GPS定位信息，自主移动装置能够从云服务平台下载车牌号对应的车主信息以开具罚单，同时能够对警务人员编号进行绑定，规划其指挥权限。
作为一个总的发明构思，本发明还提供一种基于图像识别的智能交通违停监控管理方法，包括以下步骤：
(1)云服务平台通过查询数据库实时路况信息以及各自主移动装置数量以及位置信息，对自主移动装置的巡逻范围与时间段进行分配，将分配信息发送至执勤交警的移动终端以及监控主机处，由执勤人员以及监控主机监控人员进行实时查看；
(2)自主移动装置接到由云平台下达的今日任务后，启动并前往执勤路段，根据定位信息到达指定路段后自动开启图像摄取模块进行巡逻；
(3)巡逻过程中该所辖范围内的执勤交警可查看附近执勤的自主移动装置，当人手不够时可向云服务平台申请调配自主移动装置前往辅助执法；
(4)自主移动装置在巡逻过程中若发现违章停车现象，立即在车前方合适位置停留，此时远程监控人员可通过人为中断自动执勤过程，并通过遥控自主移动装置进行远程人工处理(如拍照识别，发生警告等)，若超过一定时限未由人工处理，如图3所示，则通过自主移动装置自主对违章停车活动进行声光警告、或摄像取证与电子处罚，具体为：
S1.违章停车车主在车内或车附近，由自主移动装置先发出警告，若车主及时将车驶离该区域则结束本次执法；
S2.若车主警告多次无果，则捕捉其车牌号并依法进行处罚；
S3.违章停车车主不在车附近，自动捕捉车牌号进行处罚，并将处罚的时间、地点、原因等信息以短信的方式发送至该车牌所绑定手机；
S4.若无车牌号或车牌号被遮挡、辨认不清则自动呼叫附近的执勤交警并发送定位与图像信息。
(5)自主移动装置取证或电子处罚后，嵌入式系统将该罚单发送至云服务平台审核，同时结束该次处理流程，继续巡逻；
(6)在一定时间段内来回巡逻过程中若在同一地点发现违章停车，先识别是否已经开具电子罚单，若是则自动略过，若不是，则重复步骤(4)～(5)；
(7)监控主机可随时查看全部自主移动装置分布情况与执勤实况，查看是否出现问题，同时可随时下达各类指令，执勤交警所持移动终端也可对自主移动装置下达简单指令，但是重大的更改指令需要向云服务平台提出申请；
(8)在设定的巡逻时间点结束后，或者由云服务平台人工结束执勤工作后，自主移动装置将回到指定区域待命。
自主移动装置在空闲时间停靠在指定的停放位置进行太阳能充电，或进行传统的电桩充电，在需要执勤的时候则利用充好的电能进行自动巡逻。
在本发明实施例中，自主移动装置捕捉车牌号并依法进行处罚，通过自主移动装置自动执行；
或者通过监控人员在监控主机端对自主移动装置传回的实时图像进行查看，根据车牌号手动进行处罚并下达罚单指令。
本发明专利得到国家自然科学基金(编号：61873287)的经费资助。

Claims (9)

1.一种基于图像识别的智能交通违停监控管理系统的管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1) 云服务平台通过查询数据库实时路况信息以及各自主移动装置数量以及位置信息，对自主移动装置的巡逻范围与时间段进行分配，将分配信息发送至执勤交警的移动终端以及监控主机处，由执勤人员以及监控主机监控人员进行实时查看；
(2) 自主移动装置接到由云平台下达的今日任务后，启动并前往执勤路段，根据定位信息到达指定路段后自动开启图像摄取模块进行巡逻；
(3) 巡逻过程中该所辖范围内的执勤交警可查看附近执勤的自主移动装置，当人手不够时可向云服务平台申请调配自主移动装置前往辅助执法；
(4) 自主移动装置在巡逻过程中若发现违章停车现象，立即在车前方合适位置停留，此时远程监控人员可通过人为中断自动执勤过程，并通过遥控自主移动装置进行远程人工处理，若超过一定时限未由人工处理，则通过自主移动装置自主对违章停车活动进行声光警告、或摄像取证与电子处罚；
(5) 自主移动装置取证或电子处罚后，嵌入式系统将罚单发送至云服务平台审核，同时结束该次处理流程，继续巡逻；
(6) 在一定时间段内来回巡逻过程中若在同一地点发现违章停车，先识别是否已经开具电子罚单，若是则自动略过，若不是，则重复步骤(4)～(5)；
(7) 监控主机可随时查看全部自主移动装置分布情况与执勤实况，查看是否出现问题，同时可随时下达各类指令，执勤交警所持移动终端也可对自主移动装置下达简单指令，但是重大的更改指令需要向云服务平台提出申请；
(8) 在设定的巡逻时间点结束后，或者由云服务平台人工结束执勤工作后，自主移动装置将回到指定区域待命；
同时，基于图像识别的智能交通违停监控管理系统，包括自主移动装置、移动终端、监控主机和云服务平台；所述自主移动装置、移动终端、监控主机均与云服务平台连接；
所述自主移动装置用于自主巡逻特定路段的违章停车现象，并将巡逻时的监控图像上传至云服务平台，依法进行警告、取证或处罚；
所述移动终端由执勤交警持有，用于查看特定自主移动装置及其周围的实时状态，包括设备硬件状态、地理位置和实时图像，以及存储自主移动装置在某一时间段的监控录像，同时执勤交警可在权限许可范围内对自主移动装置下达指令；
所述监控主机固设于指定区域，用于查看任何一台自主移动装置及其周围的实时状态，包括设备硬件状态、地理位置和实时图像，并对监控录像进行存储备份；
所述云服务平台通过因特网与自主移动装置、移动终端、监控主机联接，进行数据通信、信息存储、信息处理、决策和交互。
2.根据权利要求1所述的基于图像识别的智能交通违停监控管理系统的管理方法，其特征在于，所述自主移动装置包括网络通讯模块、图像摄取模块、定位模块、嵌入式系统和电源模块；
所述网络通讯模块用于自主移动装置与云服务平台之间的数据通信和交互；图像摄取模块用于捕获静态或者动态图像，具备活体识别功能，能够确认违章停车车辆附近是否存在活体车主；定位模块用于实时定位；嵌入式系统用于控制和管理网络通讯模块、图像摄取模块、定位模块和电源模块协调工作，并配合图像摄取模块运行图像识别；电源模块用于给所述自主移动装置进行供电。
3.根据权利要求1或2所述的基于图像识别的智能交通违停监控管理系统的管理方法，其特征在于，所述自主移动装置为无人机或者无人车。
4.根据权利要求2所述的基于图像识别的智能交通违停监控管理系统的管理方法，其特征在于，所述图像摄取模块为广角摄像头、可旋转的摄像头、或者不同方位安装的多个摄像头，进行图像获取并通过与其相连的嵌入式系统进行图像识别。
5.根据权利要求2所述的基于图像识别的智能交通违停监控管理系统的管理方法，其特征在于，所述定位模块为GPS定位模块或者北斗定位模块。
6.根据权利要求2所述的基于图像识别的智能交通违停监控管理系统的管理方法，其特征在于，所述嵌入式系统采用windows、linux或者Android；所述移动终端为智能手机，或者统一配发的警务通讯显示设备。
7.根据权利要求1或2所述的基于图像识别的智能交通违停监控管理系统的管理方法，其特征在于，所述监控主机包括显示模块和存储模块，监控主机可以根据唯一标识码查看任何一台正在执勤或非执勤的自主移动装置，同时其权限要大于执勤警务人员所持有的移动终端，可审核由移动终端发送的申请信息；
所述显示模块为一块或多块显示屏，用于显示不同自主移动装置的实时状态，包括设备硬件状态、地理位置和实时图像；所述存储模块为存储器，用于对监控录像进行存储备份。
8.根据权利要求1或2所述的基于图像识别的智能交通违停监控管理系统的管理方法，其特征在于，所述云服务平台为具有云计算功能的主机群，其与警务系统数据库相连，可实时获取各地段路况以及车牌号、车主信息；同时该云服务平台是各移动终端的通信枢纽，统筹自主移动装置巡逻任务的实施。
9.根据权利要求1所述的基于图像识别的智能交通违停监控管理系统的管理方法，其特征在于，步骤(4)中，所述通过自主移动装置依法对违章停车活动进行警告、取证或处罚，具体为：
S1. 违章停车车主在车内或车附近，由自主移动装置先发出警告，若车主及时将车驶离违停区域则结束本次执法；
S2. 若车主警告多次无果，则捕捉其车牌号并依法进行处罚；
S3. 违章停车车主不在车附近，自动捕捉车牌号进行处罚，并将处罚的时间、地点、原因信息以短信的方式发送至该车牌所绑定手机；
S4. 若无车牌号或车牌号被遮挡、辨认不清则自动呼叫附近的执勤交警并发送定位与图像信息。
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