CN111145364A - 一种路侧停车管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种路侧停车管理系统。视频摄像头(4)用于对路侧停车区域进行实时监控,检测车辆停车的停车位和车辆信息。将路侧停车区域划分为多个分区(A、B、C),多个天线板(1)分别对应不同的分区(A、B、C),路侧单元系统(3)包括RSU控制系统(31)、射频收发器(32),天线板选择射频开关(2)用于选择与车载的OBU通讯的所述天线板(1)。控制系统(5)通过控制天线板选择射频开关(2)切换使用不同的天线板(1)。RSU控制系统(31)控制所述射频收发器(32)通过天线板(1)与车载的OBU通讯,获取该车辆的车辆信息,与视频摄像头(4)获取的车辆信息进行匹配和纠正。控制系统(5)根据停车时长进行收费处理。
Description
技术领域
本发明属于智慧城市智能交通静态交通管理领域,涉及路侧停车管理系统。
背景技术
路侧停车电子收费方案在智慧城市车辆静态管理方面已经由试点逐渐全面铺开,利用科技进步改变人们出行停车的管理模式。目前路侧停车电子收费的前端信息获取技术方案是基于摄像头的视频识别来取得车牌信息的,产品落地的形式有车位视频桩和高位视频摄像头两种。视频识别技术,简而言之就是将含有车牌在内的图片通过算法将车牌信息识别出来,该技术的优势是在识别车牌信息的过程中可以进行录制视频、图片等材料进行证据保存,可作为异议交易记录的现场材料进行证明。现在的路侧停车电子收费的技术方案是通过高清摄像头,抓取车牌信息,记录停车的出入口时间。但该技术有其自身难以克服的缺点,主要有以下几点:
1.视频图像识别准确率受物体遮挡影响严重,对于车牌遮挡的车辆不能正确识别车牌信息,无法解决套牌、故意遮挡号牌、污损车牌等情形下的车辆信息准确识别。
2.视频图像识别准确率受光线因素影响严重,对拍摄车辆图片的清晰度是有要求的,光线太强(逆光)或者光线太暗(夜间)都会对视频识别的准确率有较大影响。
3.视频图像识别准确率受天气影响严重,雨、雪、雾、霾等天气因素都会降低拍摄的图像质量,进而降低识别的准确率。
高速公路联网收费系统主要是不停车电子收费系统(ETC),是车辆信息化管理的重要成熟技术方案。ETC主要功能是通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签OBU与收费站ETC车道上的RSU天线之间通过专用短程通讯DSRC链路,通过RSU获取车辆信息,利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理,达到车辆通过路、桥收费站不需停车而能缴纳路桥费的目的。
根据国家政策,2019年交通部对ETC应用大力支持,ETC用户覆盖率已经超过90%,随着时间的推移,OBU电子标签的安装率还会不断提高并接近到100%,这奠定了ETC和路侧停车电子收费技术相结合的基础,可以优势互补,进一步提高车牌识别的准确率。
目前ETC系统中应用较多的RSU设备类型为可准确定位OBU的位置,业内称之为定位相控阵RSU,利用定位相控阵解决,解决车辆的定位及通信区域问题,但设备成本极其昂贵,不便于城市路侧停车电子收费推广与普及应用。
本发明的目的在于提供一种结构简单,成本较低,能够适用于路侧停车管理系统。
发明内容
本发明的第一技术方案为一种路侧停车管理系统,包括:视频摄像头(4)、路侧单元系统(3)、天线板(1)、天线板选择射频开关(2)、控制系统(5),
所述视频摄像头(4)用于对路侧停车区域进行实时监控,利用图像处理识别车辆停车的停车位和车辆信息,
将所述路侧停车区域划分为多个分区(A、B、C),对应于各个分区(A、B、C)设置天线板(1),各个所述天线板(1)的作用区域至少覆盖所属分区,
所述路侧单元系统(3)包括射频收发器(32),通过所述射频收发器(32)与车载电子标签通讯,获取车辆信息,
所述天线板选择射频开关(2)用于选择射频收发器(32)所使用的所述天线板(1),
所述控制系统(5)根据所述视频摄像头(4)获取的停车位信息,控制所述天线板选择射频开关(2)切换所述天线板(1),使所述射频收发器(32)通过该停车位所述分区的所述天线板(1)进行通讯,
所述控制系统(5)利用所述车载电子标签获取的车辆信息对所述视频摄像头(4)检测到的车辆信息进行匹配和纠正。
第二技术方案基于第一技术方案,所述分区(A、B、C)包括多个停车位,各个分区(A、B、C)中的停车位数量相同或不同。
第三技术方案基于第二技术方案,所述天线板(1)的作用区域至少覆盖所述分区(A、B、C),各个所述天线板(1)的作用区域无缝连接或连接处有部分重叠。
第四技术方案基于第三技术方案,所述天线板(1)采用天线阵单元旋转隔离,覆盖范围内的水平波束宽度依次逐渐缩小。
第五技术方案基于第四技术方案,所述多个天线板(1)为定向天线或全向天线,水平波束宽度小于18°,俯仰角波束宽度48°,旁瓣电平-20dB,辐射前后比小于-25dB。
第六技术方案基于第五技术方案,所述多个天线板(1)的增益为 15dB。
第七技术方案基于第六技术方案,所述天线板(1)采用微带天线、波导缝隙天线、螺旋天线中的任一种。
第八技术方案基于第一至第七中的任一技术方案,所述路侧单元系统(3)包括发射通道(34)、接收通道(35)和收/发切换射频开关 (33),通过所述收/发切换射频开关(33)的切换,向所述OBU发送信号时,使用所述发射通道(34),接收所述OBU发送的信号时,使用所述接收通道(35)。
第九技术方案基于第一至第七中的任一技术方案,所述视频摄像头 (4)检测到车辆驶离停车位时,所述控制系统(5)根据所述视频摄像头(4)检测到的车辆信息,计算停车时长进行收费处理。
附图说明
图1为路侧停车管理系统的系统框图;
图2为路侧停车区域以及天线覆盖区域的说明图;
图3为路侧停车管理系统的管理流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案与效果表述更加清楚,下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。应该理解,此处描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明,并不构成对本发明的限定。
城市道路路侧停车位是在合适的路段将路边一定的区域划定为停车位供人们停车使用,相对停车场的车位来说,路侧车位依道路而建,停车区域比较分散,且呈狭长状。停车位外就是可以车辆通行的道路,利用车载电子标签(OBU)获取车辆信息,需要避免与为通行车辆的 OBU发送信息交互。本发明对同一路侧停车区域的通信区域进行划分,以技术手段保证只与停车位上车辆的OBU进行通信,避免与通行车辆的 OBU发生通讯干扰。
图1为路侧停车管理系统的原理框图。如图1所示,本发明的路侧停车管理系统由天线板1、天线板选择射频开关2、RSU系统3、视频摄像头4、控制系统5构成。RSU系统为路侧单元系统。
视频摄像头4安装在路侧停车区域的一侧,用于对路侧停车区域进行实时监控,车辆进入停车位停车时,通过图像处理获取车辆停车的停车位信息和车辆的身份信息,在本实施方式中,车辆的身份信息为车牌信息。路侧单元系统3用于与进入停车位的车辆上的OBU进行通讯,获取车辆信息。路侧单元系统3用于配合视频摄像头4获取准确的车辆信息。
在本实施方式中,如图2所示,路侧停车区域共有十个停车位,将其划分为三个分区A、B、C,其中分区A包含三个停车位、分区B包含三个停车位、分区C包含四个停车位。各个分区分别设置对应的天线板1。
视频摄像头4和各个天线板1设置在路侧停车区域的一侧,架高约 5-6米,标准路侧停车位的尺寸为长5.3米,宽2.5米,考虑到实际车辆 OBU安装位置在前挡玻璃的中部,天线板1覆盖区域的宽度控制在3 米以内,长度范围控制在略大于分区范围。将宽度控制在3米以内,不仅能完全覆盖停车位,还能够避免路侧单元系统3与路上正常行驶的车辆的OBU进行通讯。通过控制天线板1覆盖区域的长度能够减少路侧单元系统3对非关心车辆OBU的唤醒次数,避免不必要的电池能量耗费。
由于天线波束是呈发射状,这就要求覆盖不同区域的天线水平波束宽度是不一样的,分区A、B和C的波束水平宽度随着远离RSU设备 (天线)而依次逐渐变窄。在控制水平波束宽度的同时,还需要控制天线水平方向的旁瓣电平,且要快速陡降的锐性方向图天线,以防止RSU 与非停车位上的车辆进行误通信。负责覆盖不同区域的各个天线板1在组装时,配置不同的俯仰角,以达到区域的无缝覆盖或有部分重叠。
在本实施方式中,覆盖分区A的天线板1A,设计天线增益15dB 左右,水平波束宽度小于18°,俯仰角波束宽度48°,旁瓣电平-20dB,辐射前后比小于-25dB的定向天线基本可以满足覆盖三个停车位的要求。在设计天线的时候,采用同相不等功率馈电方式对天线阵馈电,以此降低天线旁瓣电平,获得锐性良好的天线方向图。采用天线阵单元旋转隔离,依次覆盖分区B、C的水平波束宽度逐渐缩小,以严格保证覆盖范围的宽度集中在路侧停车位区域内。
作为天线板1A、1B、1C使用定向天线、全向天线,天线形式采用微带天线、波导缝隙天线、螺旋天线等任何天线形式,以达到精确获取车辆信息目的。
即,本实施方式中,路侧停车区域分为远、中、近三个分区A、B、 C,每个分区对应一块天线板1A、1B、1C;通过对天线的俯仰角度、水平角度以及安装角度的设计达到覆盖路侧停车位上不同区域。天线板的覆盖区域,不限于3个或4个停车位,也可以覆盖到8-10个停车位。
在本实施方式中,路侧单元系统3的射频电路部分只有一套收、发通道,发射通道34、接收通道35通过收/发切换射频开关33分时切换后与天线板1连接。各个天线板1A、1B、1C既可以当作发射天线又可以当作接收天线,降低了成本。
以下以停车收费为例,对路侧停车管理系统的管理流程进行说明。
图3为路侧停车管理系统的管理流程图。如图3所示,
步骤S20,视频摄像头4拍摄路侧停车区域的视频,实时监控车辆进入路侧停车区域。检测到车辆进入停车区域时,进入步骤S30。
步骤S30,视频摄像头4内部的图像处理系统通过图像处理,获取车辆停车的停车位和车牌信息,并将停车位和车牌信息发送控制系统5。
步骤S40,控制系统5根据停车位信息,通过天线板选择射频开关2,将与OBU通讯的射频切换到与该停车位所在分区对应的天线板(1)。
步骤S50,路侧单元系统3向OBU发送唤醒信号,唤醒OBU,由 OBU获取车辆的车牌信息。射频信号的发送和接收,通过收/发切换射频开关33,切换发射通道34、接收通道35实现。
步骤S60,控制系统5将由视频获得的车牌信息与OBU发送的车牌信息进行匹配。
步骤S70,控制系统5判断两者是否一致,如果一致,进入步骤S80,不一致,进入步骤S90。
步骤S80,控制系统5保存该车牌信息以及车辆进入停车位的时间。
步骤S90,控制系统5用OBU的车牌信息进行纠正后保存该车牌信息以及车辆进入停车位的时间。
步骤S100,视频摄像头4判断是否检测到车辆离开停车位,未检测到时,返回步骤S20重复以上步骤,直至视频摄像头4检测到车辆驶离停车位。
步骤S110,视频摄像头4通过图像处理获取离开车辆的车牌信息。
步骤S120,控制系统5根据车辆进入停车位的时间和驶离停车位的时间,计算停车的时长。
步骤S130,控制系统5根据时长从与该OBU关联的账户扣除停车费用,并注销该车牌信息。
以上对本发明的实施方式进行了说明。由以上说明可知,本发明的技术方案能够判断出车位是否有车辆驶入或者驶离。当有车辆进入停车位,摄像头给出停车位所属区域范围,通过射频电子开关将射频信号切换到该区域的天线板上,然后完成车辆信息(车牌信息)的获取。如果摄像头获取多个车辆的车牌信息,将其视频识别出来的车牌信息和RSU 传送过来的信息进行对比、匹配、纠正,最后获取准确确定停靠车辆的信息,并保存停车的影像信息做停车入位的凭证。当有车辆驶离停车位,视频摄像头给出驶离停车位所属区域范围,后续流程同驶入一样,获得可信、准确的停车信息的收集。换句话说,就是给视频图像识别出的车牌一个可信度很高的标准答案,通过比对、纠正来提高车牌信息的精准率。
另外,RSU系统3与OBU通讯时,同一天线板1覆盖区域内的所有OBU都有可能与RSU系统3发生信息交互,影响车辆信息的读取。通过信息的匹配,即使同一天线板1覆盖区域内有多个停车位,也能正确进行车辆信息的匹配和纠正,而不需要为每个停车位设置天线,降低了成本。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明描述的技术范围内,可轻易得到的变化与替换方案,都应该包含在本发明的保护范围内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种路侧停车管理系统,其特征在于包括:视频摄像头(4)、路侧单元系统(3)、天线板(1)、天线板选择射频开关(2)、控制系统(5),
所述视频摄像头(4)用于对路侧停车区域进行实时监控,利用图像处理识别车辆停车的停车位和车辆信息,
将所述路侧停车区域划分为多个分区(A、B、C),对应于各个分区(A、B、C)设置天线板(1),各个所述天线板(1)的作用区域至少覆盖所属分区,
所述路侧单元系统(3)包括射频收发器(32),通过所述射频收发器(32)与车载电子标签通讯,获取车辆信息,
所述天线板选择射频开关(2)用于选择射频收发器(32)所使用的所述天线板(1),
所述控制系统(5)根据所述视频摄像头(4)获取的停车位信息,控制所述天线板选择射频开关(2)切换所述天线板(1),使所述射频收发器(32)通过该停车位所述分区的所述天线板(1)进行通讯,
所述控制系统(5)利用所述车载电子标签获取的车辆信息对所述视频摄像头(4)检测到的车辆信息进行匹配和纠正。
2.根据权利要求1所述的路侧停车管理系统,其特征在于:所述分区(A、B、C)包括多个停车位,各个分区(A、B、C)中的停车位数量相同或不同。
3.根据权利要求2所述的路侧停车管理系统,其特征在于:所述天线板(1)的作用区域至少覆盖所述分区(A、B、C),各个所述天线板(1)的作用区域无缝连接或连接处有部分重叠。
4.根据权利要求3所述的路侧停车管理系统,其特征在于:所述天线板(1)采用天线阵单元旋转隔离,覆盖范围内的水平波束宽度依次逐渐缩小。
5.根据权利要求4所述的路侧停车管理系统,其特征在于:所述多个天线板(1)为定向天线或全向天线,水平波束宽度小于18°,俯仰角波束宽度48°,旁瓣电平-20dB,辐射前后比小于-25dB。
6.根据权利要求5所述的路侧停车管理系统,其特征在于:所述多个天线板(1)的增益为15dB。
7.根据权利要求6所述的路侧停车管理系统,其特征在于:所述天线板(1)采用微带天线、波导缝隙天线、螺旋天线中的任一种。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的路侧停车管理系统,其特征在于:所述路侧单元系统(3)包括发射通道(34)、接收通道(35)和收/发切换射频开关(33),通过所述收/发切换射频开关(33)的切换,向所述OBU发送信号时,使用所述发射通道(34),接收所述OBU发送的信号时,使用所述接收通道(35)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的路侧停车管理系统,其特征在于:所述视频摄像头(4)检测到车辆驶离停车位时,所述控制系统(5)根据所述视频摄像头(4)检测到的车辆信息,计算停车时长进行收费处理。
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