CN111652994B - Etc车道工控机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了ETC车道工控机,包括监控单元、图片截取单元、数据摘取模块、ETC独控单元、综合分析单元、决策库、处理器、显示单元、存储单元、评价单元、挡杆驱动单元、核馈单元和数据反测单元;本发明通过监控单元对ETC车道处的情况进行实时监控,并且预先划定检测范围,对范围内车辆数目进行监控,当车辆数目超过一定值时,会启动产生潜在信号,以提醒系统会存在冲卡可能,同时激活相应的模块进行工作;之后通过对ETC车道的持续监控,获取到该段汽车的通过情况,在车辆进入到ETC前的等待验证区域时,会自动对候车的行驶情况,前车与后车之间的距离进行判定;并根据相关的数据来判定是否有冲卡倾向,存在冲卡倾向时,会拒绝前车通过,通知后车退让。
Description
技术领域
本发明属于工控机领域,具体是ETC车道工控机。
背景技术
公开号为CN104881899A的专利公开了一种ETC和MTC混合车道收费系统及其控制方法,包括ETC系统和MTC系统,ETC系统包括ETC工控机、与ETC工控机电性连接的第一地感线圈、第二地感线圈和微波天线,MTC系统包括收费亭、与ETC工控机电性连接的MTC控制器、与MTC控制器端口连接的第一自动栏杆、与第一自动栏杆感应配合的第一落杆线圈、感应线圈,第一地感线圈、第二地感线圈、微波天线、感应线圈、收费亭和第一自动栏杆依次布置在车道上,感应线圈和第一落杆线圈均通过信号线与ETC工控机连接,第一自动栏杆与ETC工控机电性连接。通过将ETC系统和MTC系统混合在同一车道上,使装有OBU的车辆和没有装有OBU的车辆都可通行,避免ETC车道资源的闲置,提高车道的利用率,方便车辆的通行。
但是,该工控机并不能对ETC车道现阶段出现的,借助别人ETC跟随牵扯冲卡的事情进行合理监控,也不能在一定程度上,避免该情况出现,如何进行合理的冲卡检测,并相对应的给予解决是一种问题;为了解决这一技术缺陷,现提供一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供ETC车道工控机。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
ETC车道工控机,包括监控单元、图片截取单元、数据摘取模块、ETC独控单元、综合分析单元、决策库、处理器、显示单元、存储单元、评价单元、挡杆驱动单元、核馈单元和数据反测单元;
其中,所述监控单元为设置在ETC车道处的监控摄像头,用于实时获取ETC处的影像信息,并将影像信息传输到图片截取单元,所述图片截取单元接收监控单元传输的影像信息,并对其进行影像随动分析,具体分析步骤为:
步骤一:首先进行车辆逼近检测,根据检测结果产生潜在信号;
步骤二:在产生潜在信号时,持续获取ETC车道处的影像信息;
步骤三:并将影像信息传输到数据摘取模块;
所述数据摘取模块接收图片截取单元传输的影像信息,并对影像信息进行车辆跟随分析,具体分析步骤如下:
S1:设定候车区域,候车区域为ETC车道栏杆前的指定距离范围,该范围长度为预设值,具体可为一个正常车位长度;指定距离范围也为对应车辆等待ETC感应范围;
S2:获取到ETC车道栏杆前的第一辆车,将其标记为C1,将其后的第二辆车标记为C2;
S3:当车辆C1的尾部与指定距离范围的后端重叠时,获取两辆车之间的间隔距离,间隔距离指代车辆C1的尾部与车辆C2的头部之间的距离;
S4:每间隔T3时间获取一次间隔距离,得到动态间隔距离组Dj,j=1...m;之后同时间隔T3时间获取一次车辆C2的实时速度,将该速度标记为跟随速度组Vj,j=1...m;Vm表示最新时刻的速度;
S5:当车辆C1的车尾与指定距离范围前端重合时,判定方式与前述后端重合判定原理一致;此时将车辆C2定义为新的车辆C1,将后续的车辆标记为新的车辆C2;重复步骤S3-S5的监控;
所述数据摘取模块用于将动态间隔距离组Dj传输到综合分析单元,所述决策库内存储有跟车分析规则;所述综合分析单元接收数据摘取模块传输的动态间隔距离组Dj,并结合决策库、ETC独控单元对其进行跟车分析,跟车分析具体步骤如下:
SS1:首先获取到动态间隔距离组Dj,j=1...m;
SS2:利用公式计算缩差距离Sdj=Dj+1-Dj;j=1...m-1;得到m-1组缩差距离;
SS3:得到Sdj的m-1组数据中,小于等于零的个数占比,将该占比标记为逆停动占比Tz;
SS4:之后获取到跟随速度组Vj;
SS5:根据公式计算得到速变值Vb,具体计算公式为Vb=Vm-Vm-1;
SS6:利用公式求取判值Pd,Pd=0.512*Tz+0.488*Vb;Tz和Vb均为去除量纲的纯数值;
SS7:当Pd≥X6时;产生跟车信号;
SS8:ETC独控单元在产生跟车信号时,会自动发出语音“当前存在跟车嫌疑,请后车暂停”,并停止打开栏杆;直到检测到缩差距离Sdj增大时才会完成自动扣费,并产生打开信号,将打开信号返回到综合分析单元;
所述综合分析单元接收ETC独控单元传输的打开信号时会将其传输到挡杆驱动单元,所述挡杆驱动单元在接收到处理器传输的打开信号时自动打开挡杆。
进一步地,步骤一中的车辆逼近检测的具体检测过程如下:
S1:在来向车道设定检测区域,具体区域为距离ETC车道X1到X2距离范围处,X1<X2,且X1和X2均为预设值;
S2:之后获取到检测区域内所有物体距离车道栏杆处的距离,将该距离标记Ji,i=1...n;
S3:经过时间T1后,T1为预设值;再次获取对应所有物体距离车道栏杆的距离,将其标记为J2i,i=1...n,且J2i与Ji一一对应;
S4:当满足Ji-J2i≥X3时,X3为预设值,将对应的物体标记为来车Li,i=1...m;Li表示为来的第i辆车;m表示检测区域内共有m辆来车,Lm指代第m个来车;
S5:当m大于1时,产生潜在信号;
否则不做任何处理。
进一步地,车辆跟随分析步骤S3中车辆C1的尾部与指定距离范围的后端重叠判定方式如下:
S301:在指定距离范围后端距离处的地面设置距离传感器,该距离传感器用于获取该处地面距离上端物体的垂直距离;当上方为任何物体时,或者物体距离超过预设值X4时,自动将其垂直距离标记为0;
S302:当垂直距离从0增长为一定数值时,将初始的数值标记为初始起高G1;
S303:间隔T2时间获取一次垂直距离,得到垂直距离组Gj,j=1...n;
S304:计算Gj的平均值,将该均值标记为P;
S306:当Wg≤X5时,产生核车信号,此时表示为经过的为车辆,当垂直距离由能够检测到数值变为零时,表示车辆C1的尾部与指定距离范围的后端重叠。
进一步地,所述数据反测单元与ETC扣费单元数据同步,所述数据反测单元还用于实时检测通过ETC车道的车辆数,具体检测方法如下:
S01:首先在车辆出口处设置距离检测装置,该距离检测装置用于获取到ETC车道一侧到另一侧的实体的最近距离,将该距离标记为横向距离;检测高度为预设值,保证检测高度不超过车辆高度,也不低于底盘高度;
S02:当检测到距离由一固定值减少到指定范围以下时,即每间隔T4时间获取一次横向距离,得到横向距离组Hl,l=1...n;Hn表示为最新的横向距离;
S03:当满足Hn-Hn-1≤X7时,X7为预设值且小于零,产生经过信号,当Hn-Hn-1≥|X7|时,产生离开信号,当产生一次经过信号和离开信号时,表示离开一辆车辆,此时车辆数加一;
S04:持续监控车辆数直到指定时间内无车辆数增加时,将该车辆数表示为通过车辆数,获取到该段时间内ETC独控单元的扣费车辆数,将通过车辆数减去扣费车辆数,得到漏扣值;
所述数据反测单元用于将漏扣值传输到核馈单元,所述核馈单元接收数据反测单元传输的漏扣值并将其传输到处理器,所述处理器用于将漏扣值打上时间戳传输到评价单元,所述评价单元接收到处理器传输的漏扣值并进行存储;
所述评价单元用于根据漏扣值的时间戳,将单月的漏扣值做加法得到漏扣月值,当漏扣月值超过X8时,X8为预设值;产生系统紊乱信号;所述评价单元用于将紊乱信号返回到处理器,所述处理器用于在接收到评价单元传输的紊乱信号时将其传输到显示单元;
所述显示单元接收处理器传输的紊乱信号,并实时显示“当前系统存在较大误差,请核查”。
进一步地,所述处理器还用于将漏扣值打上时间戳传输到存储单元进行存储。
本发明的有益效果:
本发明通过监控单元对ETC车道处的情况进行实时监控,并且预先划定检测范围,对该范围出现的车辆数目进行监控,当车辆数目超过一定值时,会启动产生潜在信号,以提醒系统会存在冲卡可能,同时激活相应的模块进行工作;之后通过对ETC车道的持续监控,获取到该段汽车的通过情况,在车辆进入到ETC前的等待验证区域时,会自动对候车的行驶情况,前车与后车之间的距离进行判定;并根据相关的数据来判定是否有冲卡倾向,当存在冲卡倾向时,会拒绝前车通过,并通知后车退让;
同时,会借助数据反测单元进行反向监控,会对实时通过的车辆数目进行监控,同时会与ETC单元进行数据同步,根据扣费的车辆数和通过的车辆数进行比对,从而来得到系统没有判定成功的情况,或者验证系统是否失效的数据,以提醒管理人员及时进行系统维护;避免系统在失效的情况下无法被检测;本发明简单有效,且易于实用。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
如图1所示,ETC车道工控机,包括监控单元、图片截取单元、数据摘取模块、ETC独控单元、综合分析单元、决策库、处理器、显示单元、存储单元、评价单元、挡杆驱动单元、核馈单元和数据反测单元;
其中,所述监控单元为设置在ETC车道处的监控摄像头,用于实时获取ETC处的影像信息,并将影像信息传输到图片截取单元,所述图片截取单元接收监控单元传输的影像信息,并对其进行影像随动分析,具体分析步骤为:
步骤一:首先进行车辆逼近检测,具体检测过程如下:
S1:在来向车道设定检测区域,具体区域为距离ETC车道X1到X2距离范围处,X1<X2,且X1和X2均为预设值;
S2:之后获取到检测区域内所有物体距离车道栏杆处的距离,将该距离标记Ji,i=1...n;
S3:经过时间T1后,T1为预设值,具体取值可设置为10s;再次获取对应所有物体距离车道栏杆的距离,将其标记为J2i,i=1...n,且J2i与Ji一一对应;
S4:当满足Ji-J2i≥X3时,X3为预设值,将对应的物体标记为来车Li,i=1...m;Li表示为来的第i辆车;m表示检测区域内共有m辆来车,Lm指代第m个来车;
S5:当m大于1时,产生潜在信号;
否则不做任何处理;
步骤二:在产生潜在信号时,持续获取ETC车道处的影像信息;
步骤三:并将影像信息传输到数据摘取模块;
所述数据摘取模块接收图片截取单元传输的影像信息,并对影像信息进行车辆跟随分析,具体分析步骤如下:
S1:设定候车区域,候车区域为ETC车道栏杆前的指定距离范围,该范围长度为预设值,具体可为一个正常车位长度;指定距离范围也为对应车辆等待ETC感应范围;
S2:获取到ETC车道栏杆前的第一辆车,将其标记为C1,将其后的第二辆车标记为C2;
S3:当车辆C1的尾部与指定距离范围的后端重叠时,获取两辆车之间的间隔距离,间隔距离指代车辆C1的尾部与车辆C2的头部之间的距离;车辆C1的尾部与指定距离范围的后端重叠判定方式如下:
S301:在指定距离范围后端距离处的地面设置距离传感器,该距离传感器用于获取该处地面距离上端物体的垂直距离;当上方为任何物体时,或者物体距离超过预设值X4时,自动将其垂直距离标记为0;
S302:当垂直距离从0增长为一定数值时,将初始的数值标记为初始起高G1;
S303:间隔T2时间获取一次垂直距离,得到垂直距离组Gj,j=1...n;
S304:计算Gj的平均值,将该均值标记为P;
S306:当Wg≤X5时,产生核车信号,此时表示为经过的为车辆,当垂直距离由能够检测到数值变为零时,表示车辆C1的尾部与指定距离范围的后端重叠;
S4:每间隔T3时间获取一次间隔距离,得到动态间隔距离组Dj,j=1...m;之后同时间隔T3时间获取一次车辆C2的实时速度,将该速度标记为跟随速度组Vj,j=1...m;Vm表示最新时刻的速度;
S5:当车辆C1的车尾与指定距离范围前端重合时,判定方式与前述后端重合判定原理一致;此时将车辆C2定义为新的车辆C1,将后续的车辆标记为新的车辆C2;重复步骤S3-S5的监控;
所述数据摘取模块用于将动态间隔距离组Dj传输到综合分析单元,所述决策库内存储有跟车分析规则;所述综合分析单元接收数据摘取模块传输的动态间隔距离组Dj,并结合决策库、ETC独控单元对其进行跟车分析,跟车分析具体步骤如下:
SS1:首先获取到动态间隔距离组Dj,j=1...m;
SS2:利用公式计算缩差距离Sdj=Dj+1-Dj;j=1...m-1;得到m-1组缩差距离;
SS3:得到Sdj的m-1组数据中,小于等于零的个数占比,将该占比标记为逆停动占比Tz;
SS4:之后获取到跟随速度组Vj;
SS5:根据公式计算得到速变值Vb,具体计算公式为Vb=Vm-Vm-1;
SS6:利用公式求取判值Pd,Pd=0.512*Tz+0.488*Vb;Tz和Vb均为去除量纲的纯数值;
SS7:当Pd≥X6时;产生跟车信号;
SS8:ETC独控单元在产生跟车信号时,会自动发出语音“当前存在跟车嫌疑,请后车暂停”,并停止打开栏杆;直到检测到缩差距离Sdj增大时才会完成自动扣费,并产生打开信号,将打开信号返回到综合分析单元;
所述综合分析单元接收ETC独控单元传输的打开信号时会将其传输到挡杆驱动单元,所述挡杆驱动单元在接收到处理器传输的打开信号时自动打开挡杆;
所述数据反测单元与ETC扣费单元数据同步,所述数据反测单元还用于实时检测通过ETC车道的车辆数,具体检测方法如下:
S01:首先在车辆出口处设置距离检测装置,该距离检测装置用于获取到ETC车道一侧到另一侧的实体的最近距离,将该距离标记为横向距离;检测高度为预设值,保证检测高度不超过常规车辆的最小车辆高度,也不低于常规车辆的最高底盘高度;
S02:当检测到距离由一固定值减少到指定范围以下时,即每间隔T4时间获取一次横向距离,得到横向距离组Hl,l=1...n;Hn表示为最新的横向距离;
S03:当满足Hn-Hn-1≤X7时,X7为预设值且小于零,产生经过信号,当Hn-Hn-1≥|X7|时,产生离开信号,当产生一次经过信号和离开信号时,表示离开一辆车辆,此时车辆数加一;
S04:持续监控车辆数直到指定时间内无车辆数增加时,将该车辆数表示为通过车辆数,获取到该段时间内ETC独控单元的扣费车辆数,将通过车辆数减去扣费车辆数,得到漏扣值;
所述数据反测单元用于将漏扣值传输到核馈单元,所述核馈单元接收数据反测单元传输的漏扣值并将其传输到处理器,所述处理器用于将漏扣值打上时间戳传输到评价单元,所述评价单元接收到处理器传输的漏扣值并进行存储;
所述评价单元用于根据漏扣值的时间戳,将单月的漏扣值做加法得到漏扣月值,当漏扣月值超过X8时,X8为预设值;产生系统紊乱信号;所述评价单元用于将紊乱信号返回到处理器,所述处理器用于在接收到评价单元传输的紊乱信号时将其传输到显示单元;
所述显示单元接收处理器传输的紊乱信号,并实时显示“当前系统存在较大误差,请核查”。
所述处理器还用于将漏扣值打上时间戳传输到存储单元进行存储。
ETC车道工控机,在工作时,其通过监控单元对ETC车道处的情况进行实时监控,并且预先划定检测范围,对该范围出现的车辆数目进行监控,当车辆数目超过一定值时,会启动产生潜在信号,以提醒系统会存在冲卡可能,同时激活相应的模块进行工作;之后通过对ETC车道的持续监控,获取到该段汽车的通过情况,在车辆进入到ETC前的等待验证区域时,会自动对候车的行驶情况,前车与后车之间的距离进行判定;并根据相关的数据来判定是否有冲卡倾向,当存在冲卡倾向时,会拒绝前车通过,并通知后车退让;
同时,会借助数据反测单元进行反向监控,会对实时通过的车辆数目进行监控,同时会与ETC单元进行数据同步,根据扣费的车辆数和通过的车辆数进行比对,从而来得到系统没有判定成功的情况,或者验证系统是否失效的数据,以提醒管理人员及时进行系统维护;避免系统在失效的情况下无法被检测;本发明简单有效,且易于实用。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.ETC车道工控机,其特征在于,包括监控单元、图片截取单元、数据摘取模块、ETC独控单元、综合分析单元、决策库、处理器、显示单元、存储单元、评价单元、挡杆驱动单元、核馈单元和数据反测单元;
其中,所述监控单元为设置在ETC车道处的监控摄像头,用于实时获取ETC处的影像信息,并将影像信息传输到图片截取单元,所述图片截取单元接收监控单元传输的影像信息,并对其进行影像随动分析,具体分析步骤为:
步骤一:首先进行车辆逼近检测,根据检测结果判断是否产生潜在信号;
S1:在来向车道设定检测区域,具体区域为距离ETC车道X1到X2距离范围处,X1<X2,且X1和X2均为预设值;
S2:之后获取到检测区域内所有物体距离车道栏杆处的距离,将该距离标记Ji,i=1...n;
S3:经过时间T1后,T1为预设值;再次获取对应所有物体距离车道栏杆的距离,将其标记为J2i,i=1...n,且J2i与Ji一一对应;
S4:当满足Ji-J2i≥X3时,X3为预设值,将对应的物体标记为来车Li,i=1...m;Li表示为来的第i辆车;m表示检测区域内共有m辆来车,Lm指代第m个来车;
S5:当m大于1时,产生潜在信号;
否则不做任何处理;
步骤二:在产生潜在信号时,持续获取ETC车道处的影像信息;
步骤三:并将影像信息传输到数据摘取模块;
所述数据摘取模块接收图片截取单元传输的影像信息,并对影像信息进行车辆跟随分析,具体分析步骤如下:
S1:设定候车区域,候车区域为ETC车道栏杆前的指定距离范围,该范围长度为预设值;
S2:获取到ETC车道栏杆前的第一辆车,将其标记为C1,将其后的第二辆车标记为C2;
S3:当车辆C1的尾部与指定距离范围的后端重叠时,获取两辆车之间的间隔距离,间隔距离指代车辆C1的尾部与车辆C2的头部之间的距离;
S4:每间隔T3时间获取一次间隔距离,得到动态间隔距离组Dj,j=1...m;之后同时间隔T3时间获取一次车辆C2的实时速度,将该速度标记为跟随速度组Vj,j=1...m;Vm表示最新时刻的速度;
S5:当车辆C1的车尾与指定距离范围前端重合时,判定方式与前述车辆C1的车尾与指定距离范围后端重合判定原理一致;此时将车辆C2定义为新的车辆C1,将后续的车辆标记为新的车辆C2;重复步骤S3-S5的监控;
所述数据摘取模块用于将动态间隔距离组Dj传输到综合分析单元,所述决策库内存储有跟车分析规则;所述综合分析单元接收数据摘取模块传输的动态间隔距离组Dj,并结合决策库、ETC独控单元对其进行跟车分析,跟车分析具体步骤如下:
SS1:首先获取到动态间隔距离组Dj,j=1...m;
SS2:利用公式计算缩差距离Sdj=Dj+1-Dj;j=1...m-1;得到m-1组缩差距离;
SS3:得到Sdj的m-1组数据中,小于等于零的个数占比,将该占比标记为逆停动占比Tz;
SS4:之后获取到跟随速度组Vj;
SS5:根据公式计算得到速变值Vb,具体计算公式为Vb=Vm-Vm-1;
SS6:利用公式求取判值Pd,Pd=0.512*Tz+0.488*Vb;Tz和Vb均为去除量纲的纯数值;
SS7:当Pd≥X6时;产生跟车信号;
SS8:ETC独控单元在产生跟车信号时,会自动发出语音“当前存在跟车嫌疑,请后车暂停”,并停止打开栏杆;直到检测到缩差距离Sdj增大时才会完成自动扣费,并产生打开信号,将打开信号返回到综合分析单元;
所述综合分析单元接收ETC独控单元传输的打开信号时会将其传输到挡杆驱动单元,所述挡杆驱动单元在接收到处理器传输的打开信号时自动打开挡杆。
2.根据权利要求1所述的ETC车道工控机,其特征在于,车辆跟随分析步骤S3中车辆C1的尾部与指定距离范围的后端重叠判定方式如下:
S301:在指定距离范围后端距离处的地面设置距离传感器,该距离传感器用于获取该处地面距离上端物体的垂直距离;当上方为任何物体时,或者物体距离超过预设值X4时,自动将其垂直距离标记为0;
S302:当垂直距离从0增长为一定数值时,将初始的数值标记为初始起高G1;
S303:间隔T2时间获取一次垂直距离,得到垂直距离组Gj,j=1...n;
S304:计算Gj的平均值,将该均值标记为P;
S306:当Wg≤X5时,产生核车信号,此时表示为经过的为车辆,当垂直距离由能够检测到数值变为零时,表示车辆C1的尾部与指定距离范围的后端重叠。
3.根据权利要求1所述的ETC车道工控机,其特征在于,所述数据反测单元与ETC扣费单元数据同步,所述数据反测单元还用于实时检测通过ETC车道的车辆数,具体检测方法如下:
S01:首先在车辆出口处设置距离检测装置,该距离检测装置用于获取到ETC车道一侧到另一侧的实体的最近距离,将该距离标记为横向距离;检测高度为预设值;
S02:当检测到距离由一固定值减少到指定范围以下时,即每间隔T4时间获取一次横向距离,得到横向距离组Hl,l=1...n;Hn表示为最新的横向距离;
S03:当满足Hn-Hn-1≤X7时,X7为预设值且小于零,产生经过信号,当Hn-Hn-1≥|X7|时,产生离开信号,当产生一次经过信号和离开信号时,表示离开一辆车辆,此时车辆数加一;
S04:持续监控车辆数直到指定时间内无车辆数增加时,将该车辆数表示为通过车辆数,获取到该段时间内ETC独控单元的扣费车辆数,将通过车辆数减去扣费车辆数,得到漏扣值;
所述数据反测单元用于将漏扣值传输到核馈单元,所述核馈单元接收数据反测单元传输的漏扣值并将其传输到处理器,所述处理器用于将漏扣值打上时间戳传输到评价单元,所述评价单元接收到处理器传输的漏扣值并进行存储;
所述评价单元用于根据漏扣值的时间戳,将单月的漏扣值做加法得到漏扣月值,当漏扣月值超过X8时,X8为预设值;产生系统紊乱信号;所述评价单元用于将紊乱信号返回到处理器,所述处理器用于在接收到评价单元传输的紊乱信号时将其传输到显示单元;
所述显示单元接收处理器传输的紊乱信号,并实时显示“当前系统存在较大误差,请核查”。
4.根据权利要求3所述的ETC车道工控机,其特征在于,所述处理器还用于将漏扣值打上时间戳传输到存储单元进行存储。
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