CN110517501A - 一种车辆超限预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种车辆超限预警系统及方法，包括控制系统和设置在通过限高或者限宽装置之前的车辆高度宽度检测装置、图像采集装置和车辆超限警示装置；所述车辆高度宽度检测装置用于检测通行车辆的高度和宽度；控制系统用于根据检测的高度和宽度控制图像采集装置采集车辆图片，识别高度或宽度超限的车辆的车牌，生成包括车牌号的车辆超限告警信息；车辆超限警示装置用于显示超高超宽告警信息。将包含车牌号的超限告警信息在警示牌上进行显示，直观的提醒司机，减少因目测信息的模糊性造成对基础设施、车辆以及驾驶员的危害，避免损坏公共交通设施提高了安全性；通过设置车辆终端，建立自组网络将告警信息提前发布至通行车辆内，降低了交通事故。

Description

一种车辆超限预警系统及方法

技术领域

本公开涉及智能交通相关技术领域，具体的说，是涉及一种车辆超限预警系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

随着经济的快速发展和汽车保有量的急剧增加，超限运输成为中国公路交通运输系统中一个显著问题。很多道路会有限高、限宽要求，虽然在道路上明确标识了车辆高度、宽度的限制尺寸,但由于标志不显眼、被遮挡或者地面沉降等原因造成司机不能准确判断驾驶车辆是否超限，在道路上随处可见被撞坏的限高杆、限宽墩。目前交通管理部门通常通过增加道路车辆超限检查以及增设警示标志或超限标志等措施提醒司机,以及设置减速带等设施对交通设施进行被动防护,但是此类的交通事故仍经常发生,且会对车辆和司机造成一定的危害。

防止因车辆超限造成限高杆、限宽墩受到损害所涉及的技术涵盖限高架结构设计技术、车牌识别技术、超限提示技术等关键技术。查阅现有技术成果，发明人发现，现有的系统存在如下问题：

一是交通标志的设定不能给驾驶员醒目的视觉效果，二是驾驶员即使看到超限标志不能准确估计自己车辆的具体高度和宽度，极易造成交通事故的发生。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种车辆超限预警系统及方法，将包含车牌号的超限告警信息在警示牌上进行显示，直观的提醒司机，减少因目测信息的模糊性,造成基础设施、车辆以及驾驶员的危害，避免损坏公共交通设施,提高了安全性；通过设置车辆终端，建立自组网络将告警信息提前发布至通行车辆内，降低了交通事故。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种车辆超限预警系统，包括控制系统，以及设置在通过限高或者限宽装置之前的车辆高度宽度检测装置、图像采集装置和车辆超限警示装置；所述车辆高度宽度检测装置用于检测通行车辆的高度和宽度；控制系统用于根据检测的高度和宽度信息，控制图像采集装置采集车辆图片，识别高度或宽度超限的车辆的车牌，生成包括车牌号的车辆超限告警信息；车辆超限警示装置用于显示超高超宽告警信息。

进一步地，还包括第一无线通信模块和无线协调器，所述高度宽度检测装置、车辆识别装置和车辆超限警示装置分别通过第一无线通信模块与控制系统连接；

还包括设置在车辆上的车载终端，所述车载终端包括相互连接的语音播报器和第二无线通信模块，无线协调器用于自组网络连接第一无线通信模块与第二无线通信模块，将告警信息传输至车载终端。

进一步地，所述无线协调器为ZigBee协调器，第一无线通信模块和第二无线通信模块分别为ZigBee无线通信模块。

进一步地，车辆超限警示装置为电子警示牌，设置在路边的限高或者限宽装置与车辆高度宽度检测装置之间的位置，或者设置在限高装置上。

进一步地，所述车辆高度宽度检测装置包括车辆高度检测装置和车辆宽度检测装置，车辆高度检测装置包括相对设置在道路两侧的红外发射装置和红外接收装置，红外发射装置和红外接收装置的设置高度与限高高度相等或者低于限高高度设定的距离。

进一步地，车辆宽度检测装置包括相对设置在道路正上方的超声波传感器，数量至少为两个，两个相对设置超声波传感器之间的距离与限宽宽度相等，超声波传感器的设置高度高于限高高度。

进一步地，图像采集装置为摄像头，设置在通过车辆超限警示装置的路边用于采集车辆的图像或者视频信息，设置为当检测到有超高或者超宽的车辆经过时启动摄像头，并将采集的车辆图像传输至控制系统。

基于上述所述的一种车辆超限预警系统的预警方法，包括如下步骤：

采集通行车辆高度或/和宽度的检测数据；

判断通行车辆的高度或/和宽度是否有超限的情况，如果有，执行下一步，否则执行上一步；

采集超限车辆的图像，进行图像处理提取车辆的车牌号，生成包含车牌号的车辆超限告警信息；

将生成的包含车牌号的车辆超限告警信息发送至电子警示牌进行显示。

进一步地，还包括与通行车辆建立连接，将告警信息发送至通行车辆的步骤：

通行车辆中车辆终端的无线通信模块搜索，当发现无线协调器进行联网并绑定；

将通行车辆高度或/和宽度的检测数据发送至车辆终端；当生成车辆超限告警信息，将生成的包含车牌号的车辆超限告警信息发送车辆终端。

进一步地，所述进行图像处理提取车辆的车牌号的步骤具体为：

将采集的图像进行预处理去除噪声干扰，获得预处理后的图像；

根据车辆的特征对车牌进行定位，利用边缘检测的方法提取车牌；

采用字符分割算法将车牌上的字符分割成独立的字符，并把字符归一化处理，最后对这些大小形状相同的图片进行识别，获得车牌号。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

(1)本公开更改现有的限高限宽装置的警示牌上设置为高度或者宽度的具体数值，将包含车牌号的超限告警信息在警示牌上进行显示，直观的提醒司机，减少因目测信息的模糊性造成对基础设施、车辆以及驾驶员的危害，避免损坏公共交通设施，提高了安全性。

(2)本公开通过设置车辆终端和无线协调器，与通行车辆建立自组网络将告警信息提前发布至通行车辆内，提升了系统预警的有效性，降低了交通事故。

(3)本公开设置的数据库，存储超限车辆的详细信息能够为交管人员分析超限车辆对交通安全的影响提供真实可靠的数据。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1是根据一个或多个实施方式的预警系统的框图；

图2是本公开实施例1的预警方法流程图；

图3是本公开实施例1的自组网通信示意图；

图4是本公开实施例1的车辆超限预警系统场景图；

其中，1、限高架，2、LED显示屏，3、无线协调器，4、超声波传感器，5、红外装置。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种车辆超限预警系统，包括控制系统，以及设置在通过限高或者限宽装置之前的车辆高度宽度检测装置、图像采集装置和车辆超限警示装置；所述车辆高度宽度检测装置用于检测通行车辆的高度和宽度；控制系统用于根据检测的高度和宽度控制图像采集装置采集车辆图片，识别高度或宽度超限的车辆的车牌，生成包括车牌号的超高超宽告警信息；车辆超限警示装置用于显示超高超宽告警信息。

所述告警信息包括超高或超宽的车辆的车牌号和无法通行的原因，无法通行的原因包括是否超高或超宽。通过直接将包括车牌号的告警信息进行显示，直接提示车辆不可通行，司机不用根据要求的高度预估驾驶的车辆是否可以通过，提高了预警的有效性，极大的避免由于预估不准确造成的限高或者限宽装置的损坏。

设置在通过限高或者限宽装置之前进行检测是在通过限高或限宽装置之前进行检测并进行警示，如可以设置在距离限高或者限宽装置5米之外的位置。限高或者限宽装置可以为限高架1或者限宽墩。

作为进一步的改进，车辆高度宽度检测装置包括车辆高度检测装置和车辆宽度检测装置，车辆高度检测装置可以包括分别设置道路两侧的并相对设置的红外发射装置和红外接收装置，红外发射装置和红外接收装置的设置高度与限高高度相等或者略低于限高高度，可以设置低于限高高度设定的距离，如可以设置低于限高高度5-10CM。

可选的，在距离限高架1五米远的道路两侧设置一对高度与限高架1等高的红外装置5，可以设置红外装置5的设置宽度大于道路的宽度，可以设定红外发射装置和红外接收装置分别远离道路两侧超过1米远处。即红外发射装置和红外接收装置的安装位置在宽度分别距离道路两侧大于1米远，高度与限高架1同高；红外装置5包括红外发射装置和红外接收装置，道路一侧的红外发射装置用来发射红外光束，道路另一侧的红外接收装置用来接收红外光束，当车辆的最大高度低于红外装置5的高度时，红外线正常到达红外接收装置；当车辆的最大高度高于红外装置5设置的高度时，则会阻挡红外线正常到达接收装置，当红外装置5收发的红外光束因车辆的高度阻挡而发生变化时，表示车辆超高；红外装置5将检测异常数据发送至控制系统，控制系统将超高的信号进行处理。

车辆宽度检测装置可以为超声波传感器4，所述超声波传感器4设置在道路正上方并相对设置，相对设置超声波传感器4之间的距离与限宽宽度相等，超声波传感器4的高度高于限高装置设定的高度阈值，设定的高度阈值可以为不小于1米，如可以设定高于限高杆至少1米。例如如果限高杆为4米，超声波传感器4的设置高度至少为5米。当车辆经过时测得的数据小于超声波到地面的距离，说明车辆超宽，并将检测信号传输至控制系统，控制系统将超宽信号进行处理。

图像采集装置可以采用视频监控系统，采用视频监控系统的摄像头6进行图像的采集，设置在路边用于采集车辆的图像或者视频信息，可以为红外摄像头或者全景摄像头。图像采集装置的设置位置可以在限高限宽装置和车辆高度宽度检测装置之间，或者直接设置在限高杆上，可以根据具体的需要调整位置。可以设置为当检测到有超高或者超宽的车辆经过时启动摄像头，开启抓拍功能，并将采集的车辆图像传输至控制系统，控制系统对采集的图像进行处理识别车辆的车牌号，摄像头处于工作状态的时长短，可以减少设备损耗，延长使用寿命，同时图像采集及传输的数据量少，能提高控制系统的处理速度。

视频监控系统可以实现路段各种类型车辆的视频信息采集、传输与存储等操作。尤其与车牌识别系统相交互，当采集到有车辆超限且意图经过限高杆时，视频监控可视化界面能够实时显示该路段视频流，并能对抓拍的超限车辆图片进行放大、缩小操作。本实施例中主要用于抓拍超限车辆的车牌号，进行超限预警。

车辆超限警示装置可以为电子警示牌，可以设置在路边的限高或者限宽装置与车辆高度宽度检测装置之间的位置，或者设置在限高装置如限高架1上，所述警示牌为LED显示屏2或者为液晶显示屏。具体的车牌号可以用用绿色的字体显示，整个显示屏底色可以为红色。

控制系统可以设置远端的中心控制平台，本实施例的车辆高度宽度检测装置、图像采集装置和车辆超限警示装置与中心控制平台通过有线或者无线连接，可选的，本实施例可以通过ZigBee无线通信方式连接。中心控制平台接收车辆高度宽度检测装置、图像采集装置检测的数据，对数据进行处理并传输至车辆超限警示装置进行显示，具体的第一无线传输模块可以为ZigBee无线传输模块。对数据进行处理包括对车辆宽度和高度的检测数据的处理，以及对采集的图像进行图像处理提取车牌号。

作为进一步的改进，还可以包括设置在车辆上的车载终端和设置在检测现场的无线协调器3，所述无线协调器3可以为ZigBee协调器，车载终端包括第二无线传输模块和语音播放器，所述第二无线传输模块可以为ZigBee无线传输模块。所述语音播放器可以为车辆上自带的语音播放器。当车辆经过车辆超限的检测现场，通过设置在车辆上的第二无线传输模块搜索无线协调器3，可以通过建立自组网络，车载终端可以接收告警信息，通过语音播报给车主车辆超限的告警信息，提前对车辆驾驶员发出声光屏警示,进而有效保护车辆、驾驶员和道路交通设施安全,避免因车辆超限问题引发交通事故。

本实施例的车辆超限预警系统，还可以设置数据库，可以采用分布式数据库，动态的增加ZigBee无线通信模块发送的数据，以实现存储容量的线性扩展实时存储超高车辆的车辆类型、车辆归属地、车辆行驶分布时间、车牌号等信息，实现对数据的冗余备份，保证数据的真实性，实现多个超限系统数据库的数据共享，为交管人员分析超限车辆对交通安全的影响提供真实可靠的数据。方便交管人员对超限车辆造成交通事故的数据进行分析与挖掘，制定有效的预警方案，对车辆是否超限进行实时监测。

本实施例还提供了基于上述的一种车辆超限预警系统的预警方法，如图2所示，包括如下步骤：

采集通行车辆高度或/和宽度的检测数据；

判断通行车辆的高度或/和宽度是否有超限的情况，如果有，执行下一步，否则执行上一步；

采集超限车辆的图像，进行图像处理提取车辆的车牌号，生成包含车牌号的车辆超限告警信息；

将生成的包含车牌号的车辆超限告警信息发送至电子警示牌进行显示。

作为进一步的改进，还包括与通行车辆建立连接，将告警信息发送至通行车辆的步骤，如图3所示，可以具体为：

通行车辆中车辆终端的无线通信模块搜索，当发现无线协调器3进行联网并绑定；

将通行车辆高度或/和宽度的检测数据发送至车辆终端；当生成车辆超限告警信息，将生成的包含车牌号的车辆超限告警信息发送车辆终端。

当车辆距离限高杆很近时，车辆自带的ZigBee终端节点即包含ZigBee无线通信模块的终端，通过限高杆附近的ZigBee协调器进行自动组网，判断组网是否成功，若不成功继续等待组网；若组网成功，则车辆终端接收限高系统的中心控制平台发送的超高警示信息。

作为进一步的改进，所述进行图像处理提取车辆的车牌号的步骤，可以具体为：

将采集的图像进行预处理去除噪声干扰，获得预处理后的图像；

根据车辆的特征对车牌进行定位，利用边缘检测的方法提取车牌；

采用字符分割算法将车牌上的字符分割成独立的字符，并把字符归一化处理，最后对这些大小形状相同的图片进行识别，获得车牌号。

本实施例的车辆超限预警系统的工作过程可以如下：如图4所示，为本实施例的车辆超限预警系统预警工作的示意图，在限高或者限宽装置之前设置本系统，当红外装置5收发的红外光束因车辆的高度阻挡而发生变化时，表示车辆超高；当超声波传感器4的测量距离因车辆的宽度阻挡而小于传感器到地面的距离时，表示车辆超宽，此时启动图像采集装置的摄像头6进行抓拍，将照片转化为数字信号作为初始图像传输给中心控制平台，然后由中心控制平台对数字图像预处理去掉噪声干扰，利用边缘检测的方法提取车牌，根据车辆的特征对车牌进行定位，将车牌上的字符分割成独立的字符，并把字符归一化处理，最后对这些大小形状相同的图片进行识别，得到车牌号。生成告警信息显示在设置在限高架1上的警示牌上。中心控制平台的数据处理系统与数据库进行联动，将获取的车牌号存入数据库中，进行超限车辆类型、超限车辆时间分布、超限车辆事故的统计工作。从图4中可以看出，场景图中车辆A和车辆B距离道路两侧有一定的距离，车辆都不超宽，车辆A不超高可以通行；车辆B的高度超出限高杆1的高度不能通行。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种车辆超限预警系统，其特征是：包括控制系统，以及设置在通过限高或者限宽装置之前的车辆高度宽度检测装置、图像采集装置和车辆超限警示装置；所述车辆高度宽度检测装置用于检测通行车辆的高度和宽度；控制系统用于根据检测的高度和宽度信息，控制图像采集装置采集车辆图片，识别高度或宽度超限的车辆的车牌，生成包括车牌号的车辆超限告警信息；车辆超限警示装置用于显示超高超宽告警信息。

2.如权利要求1所述的一种车辆超限预警系统，其特征是：还包括第一无线通信模块和无线协调器，所述高度宽度检测装置、车辆识别装置和车辆超限警示装置分别通过第一无线通信模块与控制系统连接；

还包括设置在车辆上的车载终端，所述车载终端包括相互连接的语音播报器和第二无线通信模块，无线协调器用于自组网络连接第一无线通信模块与第二无线通信模块，将告警信息传输至车载终端。

3.如权利要求2所述的一种车辆超限预警系统，其特征是：所述无线协调器为ZigBee协调器，第一无线通信模块和第二无线通信模块分别为ZigBee无线通信模块。

4.如权利要求1所述的一种车辆超限预警系统，其特征是：车辆超限警示装置为电子警示牌，设置在路边的限高或者限宽装置与车辆高度宽度检测装置之间的位置，或者设置在限高装置上。

5.如权利要求1所述的一种车辆超限预警系统，其特征是：所述车辆高度宽度检测装置包括车辆高度检测装置和车辆宽度检测装置，车辆高度检测装置包括相对设置在道路两侧的红外发射装置和红外接收装置，红外发射装置和红外接收装置的设置高度与限高高度相等或者低于限高高度设定的距离。

6.如权利要求5所述的一种车辆超限预警系统，其特征是：车辆宽度检测装置包括相对设置在道路正上方的超声波传感器，数量至少为两个，两个相对设置超声波传感器之间的距离与限宽宽度相等，超声波传感器的设置高度高于限高高度。

7.如权利要求1所述的一种车辆超限预警系统，其特征是：图像采集装置为摄像头，设置在通过车辆超限警示装置的路边用于采集车辆的图像或者视频信息，设置为当检测到有超高或者超宽的车辆经过时启动摄像头，并将采集的车辆图像传输至控制系统。

8.基于权利要求1-7任一项所述的一种车辆超限预警系统的预警方法，其特征是,包括如下步骤：

采集通行车辆高度或/和宽度的检测数据；

判断通行车辆的高度或/和宽度是否有超限的情况，如果有，执行下一步，否则执行上一步；

采集超限车辆的图像，进行图像处理提取车辆的车牌号，生成包含车牌号的车辆超限告警信息；

将生成的包含车牌号的车辆超限告警信息发送至电子警示牌进行显示。

9.如权利要求8所述的预警方法，其特征是,还包括与通行车辆建立连接，将告警信息发送至通行车辆的步骤：

通行车辆中车辆终端的无线通信模块搜索，当发现无线协调器进行联网并绑定；

将通行车辆高度或/和宽度的检测数据发送至车辆终端；当生成车辆超限告警信息，将生成的包含车牌号的车辆超限告警信息发送车辆终端。

10.如权利要求8所述的预警方法，其特征是：所述进行图像处理提取车辆的车牌号的步骤具体为：

将采集的图像进行预处理去除噪声干扰，获得预处理后的图像；

根据车辆的特征对车牌进行定位，利用边缘检测的方法提取车牌；

采用字符分割算法将车牌上的字符分割成独立的字符，并把字符归一化处理，最后对这些大小形状相同的图片进行识别，获得车牌号。