CN110363982B - 基于路边无线单元的车型识别方法、终端设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明一种基于路边无线单元的车型识别方法，包括如下步骤：S1：设置至少A和B两组无线单元，A组和B组无线单元各包括发送无线信号的A1和B1节点和接收无线信号的A2和B2节点；S2：车辆经过A时，A2节点记录下信号强度衰弱(恢复)到刚好小于(大于)无车辆经过时的信号平均强度的90％的时刻t1(t2)和t1与t2之间的无线信号强度波形数据并传送到远程分析中心；S3：车辆经过B时，B2节点记录下信号强度衰弱(恢复)到刚好小于(大于)无车辆经过时的信号平均强度的90％的时刻t3(t4)和t3与t4之间的无线信号强度波形数据并传送到远程分析中心；S4：远程分析中心根据接收到数据进行车型识别。

Description

基于路边无线单元的车型识别方法、终端设备及存储介质
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，具体是一种基于路边无线单元的车型识别方法、终端设备及存储介质。
背景技术
在现有的公路交通中，车辆主要分为商用车和乘用车两类，乘用车即是普通轿车，商用车一般是指大型卡车或客车。如果能有一个信息系统识别出当前公路上行驶的车辆类型，将有助于交管部门获取和统计某一路段道路不同类型车辆的流量，从而为优化道路限速、针对不同类型车辆配置基础服务设施、调整安全管理措施等提供依据。现有的方法多数都是基于视频摄像头和图像识别进行车型识别，比如申请号为201410381923.6的中国专利《车型识别方法及装置》，申请号为201410014474.1的中国专利《ETC车道中车型识别方法及装置》，申请号为201611022972.6的中国专利《一种车型识别方法》，但是这类方法很容易受到图像识别算法精度的影响，特别是在夜间或雨雪天气情况下，识别精度直线下降。一些方法利用无线通信的移动信令能比较好的判断用户是否处于高速行驶的车辆或轨道交通中或判断用户的出行轨迹特征，比如申请号为 201510970023.X的中国专利《一种基于手机信令数据的居民轨道交通出行方式识别方法》，但对于用户所处的车辆类型并不能有效进行判断。
路边无线单元是短距离车路通信的基础设施，原本用于智能车路协同，用于把道路信息实时、可靠的与智能汽车交互上，实现车辆与道路设施的智能化和信息共享，保证交通安全，提高通行效率等，短距离通信的路边单元逐渐会成为基础道路设施。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种基于路边无线单元的车型识别方法、终端设备及存储介质，是利用无线路边单元的信号变化来识别经过的车辆是乘用车还是商用车，相对于传统的车型识别方法，不会受到天气变化的影响，无论在什么天气情况下，均能有效对经过的车辆进行车型识别。
本发明一种基于路边无线单元的车型识别方法，所述无线单元为成对的短距离无线通信设备，其中一个发送无线信号，另一个接收无线信号，且接收无线信号的设备还包括用于通过卫星系统获取时间的GPS模块和用于将信号远程传输给远程分析中心的长距离无线通信模块，包括如下步骤：
S1：按车辆先后经过的顺序设置至少A和B两组无线单元，A组无线单元包括发送无线信号的A1节点和接收无线信号的A2节点，B组无线单元包括发送无线信号的B1节点和接收无线信号的B2节点，每组无线单元按垂直于道路的方向于道路两侧各设置一个节点，即道路一侧设置A1和B1节点，另一侧设置A2和B2节点，两组无线单元的距离D设置为车辆以平均速度行驶1S至3S 之间的距离，进入S2步骤；
S2：车辆经过A组无线单元，A2节点检测到A1节点发出的无线信号从衰弱到恢复的过程，A2节点记录下信号强度衰弱到刚好小于无车辆经过时的信号平均强度的90％的时刻t1、信号强度恢复到刚好大于信号平均强度的90％的时刻t2和t1与t2之间的无线信号强度波形数据，再将t1、t2和t1与t2之间的无线信号强度波形数据传送到远程分析中心，进入S3步骤；
S3：车辆经过B组无线单元，B2节点检测到B1节点发出的无线信号从衰弱到恢复的过程，B2节点记录下信号强度衰弱到刚好小于无车辆经过时的信号平均强度的90％的时刻t3、信号强度恢复到刚好大于信号平均强度的90％的时刻t4和t3与t4之间的无线信号强度波形数据，再将t3、t4和t3与t4之间的无线信号强度波形数据传送到远程分析中心，进入S4步骤；
S4：远程分析中心根据接收到的A2节点和B2节点传送的时间数据和信号数据，进行车型识别，若任务未完成，则返回S2步骤，进行下一辆经过无线单元的车辆的车型的识别；若任务完成，则退出。
进一步的，远程分析中心根据接收到的A2节点和B2节点传送的时间数据和信号数据，进行车型识别，具体步骤为：
S41：判断A2节点和B2节点传送的信号数据是否是正常行驶的车辆产生的，具体为：根据公式v1＝D/(t3-t1)和v2＝D/(t4-t2)计算速度值v1和v2，若v1 和v2的值，均在道路的最低限速和最高限速之间，则判断为信号衰弱是车辆经过引起的，进入S42步骤；否则判断为信号衰弱不是由车辆经过引起的，进入 S5步骤；
S42：判断A2节点和B2节点传送的信号数据是否是由同一辆车辆引起的，具体为：利用公知的曲线相似性判断方法判断A2节点和B2节点传送的无线信号强度波形的相似度，若判断为相似，则表明信号衰减是由同一辆车辆引起，进入S43步骤，否则表明信号衰减不是由同一辆辆车辆引起，进入S5步骤；
S43：根据公式d＝[v1*(t2-t1)+v2*(t4-t3)]/2计算车身长度d，若d大于 6米，则判断车辆为商用车，否则判断车辆为乘用车。
进一步的，S1中，两组无线单元的距离D设置为10米至30米之间。
进一步的，S42步骤中，公知的曲线相似性判断方法，包括：hausdorff 距离判断法、回归分析法和相关性分析法。
进一步的，成对的无线单元之间采用的短距离无线通信协议包括：WIFI、 ZIGBee和ZWAVE。
进一步的，长距离无线通信模块采用的长距离无线通信协议包括：3G和4G。
本发明一种基于路边无线单元的车型识别终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现基于路边无线单元的车型识别方法的步骤。
本发明一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现基于路边无线单元的车型识别方法的步骤。
本发明的有益效果是：
本发明通过把无线单元成对安装于道路的两边，一边无线单元用于发送信号，一边无线单元用于接收信号和上传信号到远程分析中心，由远程分析中心识别车型并进行统计。本发明利用无线路边单元的信号变化来识别经过的车辆是乘用车还是商用车，相对于传统的车型识别方法，不会受到天气变化的影响，无论在什么天气情况下，均能有效对经过的车辆进行车型识别。
附图说明
图1为本发明实施例一的方法流程图；
图2为本发明实施例一的系统组成结构示意图；
图3为本发明实施例一的车辆经过A组无线单元时，A2节点检测到A1节点发出的无线信号从衰弱到恢复的无线信号强度波形图；
图4为本发明实施例一的车辆经过B组无线单元时，B2节点检测到B1节点发出的无线信号从衰弱到恢复的无线信号强度波形图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一：
参见图1至图4所示，本发明提供了一种基于路边无线单元的车型识别方法，所述无线单元为成对的短距离无线通信设备，其中一个发送无线信号，另一个接收无线信号，且接收无线信号的设备还包括用于通过卫星系统获取时间的GPS模块和用于将信号远程传输给远程分析中心的长距离无线通信模块，具体系统组成为：
1.至少两组成对的路边无线单元：如图2中A组A1-A2为一对，B组B1-B2为一对。每对无线单元之间采用某种协议的短距离无线通信，可以包括但不限于 WIFI、ZIGBee和ZWAVE等短距离无线通信协议。标识为1的无线单元，具有对外发送无线信号的能力，同时在发送的无线信号中带有自身的ID标识，让标识为2的无线单元识别。标识为2的无线单元，具有接收无线信号的能力，并且选择只接收同组的标识为1的无线单元的信号；标识为2的无线单元，还具有 GPS模块，能够通过卫星系统获取时间；标识为2的无线单元还具有3G和4G等长距离无线通信模块，能够将信号远程传输给远程分析中心服务器，由远程分析中心服务器根据多组信号综合识别车型。
2.远程分析中心，用于接收标识为2的无线单元通过3G或4G通信传回的信号数据，根据数据特征识别车型。
单组路边无线单元之间采用垂直于道路方向放置。两组无线单元之间的距离应至少大于10米且小于30米，以便于区分信号是否来源于同一车辆，及识别车辆速度。
本发明所阐述的方法具体过程如下：
S1：按车辆先后经过的顺序设置至少A和B两组无线单元，A组无线单元包括发送无线信号的A1节点和接收无线信号的A2节点，B组无线单元包括发送无线信号的B1节点和接收无线信号的B2节点，每组无线单元按垂直于道路的方向于道路两侧各设置一个节点，即道路一侧设置A1和B1节点，另一侧设置A2和B2节点，两组无线单元的距离D设置为车辆以平均速度行驶1S至3S 之间的距离，本实施例中，距离D以10米至30米之间为宜。
布置好后，沿道路方向，车辆需先经过A组无线单元，后经过B组无线单元。进入S2步骤；
S2：车辆经过A组无线单元，由于车辆的金属车身对无线信号有较强的遮挡，因此A2节点会检测到A1节点发出的无线信号从衰弱到恢复的过程，A2节点记录下信号强度衰弱到刚好小于无车辆经过时的信号平均强度的90％的时刻t1、信号强度恢复到刚好大于信号平均强度的90％的时刻t2和t1与t2之间的无线信号强度波形数据，再将t1、t2和t1与t2之间的无线信号强度波形数据传送到远程分析中心，进入S3步骤；
S3：车辆经过B组无线单元，同样由于车辆的金属车身对无线信号有较强的遮挡，因此B2节点会检测到B1节点发出的无线信号从衰弱到恢复的过程，从图4可以看到，由于同一车辆的外形相同，因此对于无线信号产生的衰弱波形与图3十分相似。B2节点检测到B1节点发出的无线信号B2节点记录下信号强度衰弱到刚好小于无车辆经过时的信号平均强度的90％的时刻t3、信号强度恢复到刚好大于信号平均强度的90％的时刻t4和t3与t4之间的无线信号强度波形数据，再将t3、t4和t3与t4之间的无线信号强度波形数据传送到远程分析中心，进入S4步骤；
S4：远程分析中心根据接收到的A2节点和B2节点传送的时间数据和信号数据，进行车型识别，具体步骤为：
S41：判断A2节点和B2节点传送的信号数据是否是正常行驶的车辆产生的，具体为：根据公式v1＝D/(t3-t1)和v2＝D/(t4-t2)计算速度值v1和v2，若v1 和v2的值，均在道路的最低限速和最高限速之间，则表明符合车辆速度特征，则判断为信号衰弱是车辆经过引起的，进入S42步骤；否则判断为信号衰弱不是由车辆经过时车身遮挡引起的，此组数据不能用于车辆车型识别，进入S5 步骤；
S42：判断A2节点和B2节点传送的信号数据是否是由同一辆车辆引起的，具体为：利用公知的曲线相似性判断方法，包括但不限于hausdorff距离判断法、回归分析法和相关性分析法等，判断A2节点和B2节点传送的无线信号强度波形的相似度，若判断为相似，则表明信号衰减是由同一辆车辆引起，进入 S43步骤，否则表明信号衰减不是由同一辆辆车辆引起，比如两个并排的车经过A、B时的车距不同等，或是由其它复杂原因引起的，此时不进行车型识别，进入S5步骤；
S43：根据公式d＝[v1*(t2-t1)+v2*(t4-t3)]/2计算车身长度d，我们知道，客车、卡车等商用车长度一般都超过6米，而乘用车长一般在6米以下。因此若d大于6米，则判断车辆为商用车，否则判断车辆为乘用车。
若任务未完成，则返回S2步骤，进行下一辆经过无线单元的车辆的车型的识别；若任务完成，则退出。
实施例二：
本发明还提供一种基于路边无线单元的车型识别终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例上述方法实施例中的步骤。
进一步地，作为一个可执行方案，所述基于路边无线单元的车型识别终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述基于路边无线单元的车型识别终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述基于路边无线单元的车型识别终端设备的组成结构仅仅是基于路边无线单元的车型识别终端设备的示例，并不构成对基于路边无线单元的车型识别终端设备的限定，可以包括比上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述基于路边无线单元的车型识别终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，本发明实施例对此不做限定。
进一步地，作为一个可执行方案，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述基于路边无线单元的车型识别终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个基于路边无线单元的车型识别终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述基于路边无线单元的车型识别终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述方法的步骤。
所述基于路边无线单元的车型识别终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本发明一种基于路边无线单元的车型识别方法、终端设备及存储介质，通过把无线单元成对安装于道路的两边，一边无线单元用于发送信号，一边无线单元用于接收信号和上传信号到远程分析中心，由远程分析中心识别车型并进行统计。本发明利用无线路边单元的信号变化来识别经过的车辆是乘用车还是商用车，相对于传统的车型识别方法，不会受到天气变化的影响，无论在什么天气情况下，均能有效对经过的车辆进行车型识别。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于路边无线单元的车型识别方法，所述无线单元为成对的短距离无线通信设备，其中一个发送无线信号，另一个接收无线信号，且接收无线信号的设备还包括用于通过卫星系统获取时间的GPS模块和用于将信号远程传输给远程分析中心的长距离无线通信模块，其特征在于：包括如下步骤：
S1：按车辆先后经过的顺序设置至少A和B两组无线单元，A组无线单元包括发送无线信号的A1节点和接收无线信号的A2节点，B组无线单元包括发送无线信号的B1节点和接收无线信号的B2节点，每组无线单元按垂直于道路的方向于道路两侧各设置一个节点，即道路一侧设置A1和B1节点，另一侧设置A2和B2节点，两组无线单元的距离D设置为车辆以平均速度行驶1S至3S之间的距离，进入S2步骤；
S2：车辆经过A组无线单元，A2节点检测到A1节点发出的无线信号从衰弱到恢复的过程，A2节点记录下信号强度衰弱到刚好小于无车辆经过时的信号平均强度的90％的时刻t1、信号强度恢复到刚好大于信号平均强度的90％的时刻t2和t1与t2之间的无线信号强度波形数据，再将t1、t2和t1与t2之间的无线信号强度波形数据传送到远程分析中心，进入S3步骤；
S3：车辆经过B组无线单元，B2节点检测到B1节点发出的无线信号从衰弱到恢复的过程，B2节点记录下信号强度衰弱到刚好小于无车辆经过时的信号平均强度的90％的时刻t3、信号强度恢复到刚好大于信号平均强度的90％的时刻t4和t3与t4之间的无线信号强度波形数据，再将t3、t4和t3与t4之间的无线信号强度波形数据传送到远程分析中心，进入S4步骤；
S4：远程分析中心根据接收到的A2节点和B2节点传送的时间数据和信号数据，进行车型识别，若任务未完成，则返回S2步骤，进行下一辆经过无线单元的车辆的车型的识别；若任务完成，则退出；
远程分析中心根据接收到的A2节点和B2节点传送的时间数据和信号数据，进行车型识别，具体步骤为：
S41：判断A2节点和B2节点传送的信号数据是否是正常行驶的车辆产生的，具体为：根据公式v1＝D/(t3-t1)和v2＝D/(t4-t2)计算速度值v1和v2，若v1和v2的值，均在道路的最低限速和最高限速之间，则判断为信号衰弱是车辆经过引起的，进入S42步骤；
S42：判断A2节点和B2节点传送的信号数据是否是由同一辆车辆引起的，具体为：利用公知的曲线相似性判断方法判断A2节点和B2节点传送的无线信号强度波形的相似度，若判断为相似，则表明信号衰减是由同一辆车辆引起，进入S43步骤；
S43：根据公式d＝[v1*(t2-t1)+v2*(t4-t3)]/2计算车身长度d，若d大于6米，则判断车辆为商用车，否则判断车辆为乘用车。
2.如权利要求1所述的基于路边无线单元的车型识别方法，其特征在于：S1中，两组无线单元的距离D设置为10米至30米之间。
3.如权利要求1所述的基于路边无线单元的车型识别方法，其特征在于：S42步骤中，公知的曲线相似性判断方法，包括：hausdorff距离判断法、回归分析法和相关性分析法。
4.如权利要求1所述的基于路边无线单元的车型识别方法，其特征在于：成对的无线单元之间采用的短距离无线通信协议包括：WIFI、ZIGBee和ZWAVE。
5.如权利要求1所述的基于路边无线单元的车型识别方法，其特征在于：长距离无线通信模块采用的长距离无线通信协议包括：3G和4G。
6.一种基于路边无线单元的车型识别终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5所述方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5所述方法的步骤。
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