CN203931178U - 一种视频传感器与rfid传感器融合系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种视频传感器与RFID传感器融合系统，包括多传感器联网管理平台和多个传感器监控采集点，所述多个传感器监控采集点通过网络与多传感器联网管理平台连接，每个传感器监控采集点包括视频传感器、RFID阅读器和综合处理控制设备，多个视频传感器和多个RFID阅读器均与综合处理控制设备电连接，所述综合处理控制设备由依据信息流走向依次连接的信息处理模块、信息同步关联模块、综合判决模块和报警模块构成。本实用新型综合利用视频传感器和RFID阅读器的优点，弥补单一传感器不足，达到及时发现如套牌车、RFID信号屏蔽等问题，并及时采取一些联动控制操作。可以更好的满足智能交通系统对车辆管理的可控性、真实性和有效性。

Description

一种视频传感器与RFID传感器融合系统

技术领域

本实用新型属于智能交通领域，特别是涉及视频传感器与RFID传感器融合系统。

背景技术

随着传感器技术的发展，不同种类的传感器，按照频率划分不同，包含：视频（可见光、红外）传感器，RFID传感器（低频、高频、超高频、微波频段），逐渐应用在智能交通系统中。

其中，视频传感器以枪机摄像机、球机摄像机、车牌抓拍摄像机、智能摄像机（带车牌识别等智能功能）的产品形态应用于卡口系统、电警系统、辅助卡口系统等智能交通系统中，主要起到视频监控，图片抓拍，视频分析作用。可以用来判断车辆超速、违章、车牌抓拍识别、车辆流量统计、乘车驾驶员抓拍及行为识别（是否系安全带、打电话）等交通管理应用。

RFID传感器按照频率不同，天线作用距离不同（0~100米范围），可以应用于不同的车辆交通管理场合。目前，已应用在：停车场电子车牌管理、海关车辆自动核放、路桥电子收费等交通管理应用中。

不同种类的传感器针对智能交通中的车辆管理具有其独特的优势：视频传感器在视频图像的实时监控、事后视频画面分析，抓拍图片的证据作用，及对车辆驾驶员的抓拍和识别上是RFID传感器不能替代的。RFID传感器在车辆身份识别的准确度和对外部光照环境的适应性上是视频传感器不能替代的，可以用于针对车辆身份识别的一些应用，如：电子收费、车辆识别及轨迹跟踪，车辆流量调度及指挥控制，车辆行为的统计分析等应用。

在当前的智能交通管理体系中，由于不同传感器的技术成熟发展阶段不统一，导致大部分是以单一传感器系统的解决方案存在。

以视频传感器的解决方案为例，在其解决方案中，针对车辆身份的识别，主要采取的是基于视频传感器的车牌识别技术。为了保障识别成功率高，基于视频的车牌识别技术必须有较强的外部光照环境配合，并且对视频传感器的安装角度，高度，位置都有要求，从而导致整体解决方案造价高，不能大范围普及，从而导致对车辆的管理范围大大受限。

以RFID的解决方案为例，在其解决方案中，可以根据RFID阅读器与车辆之间的距离，车辆运行速度的实际应用场合要求，来选择不同频率范围的RFID天线，从而完成车辆的身份识别。但是RFID仅仅是车辆身份识别功能，由于没有视频图像，在对车辆交通的事件分析，视频证据举证，汽车上的驾驶人员行为管理上都有较大的不足。另外，当车辆的RFID信号被有意或无意屏蔽掉时，RFID阅读器就不能发现该车辆的运动信息，这样，给智能交通的车辆管理的可控性和准确性带来了很大的麻烦。

基于上述分析，以单一传感器系统来解决智能交通的车辆管理问题都具有较大局限性。

现有技术也针对上述的不足，提出了融合视频监控和RFID识别技术来完善车辆监控。

如中国实用新型专利申请号为200710059406.7的“融合RFID与机器视觉的车辆交通信息监测方法与系统”的实用新型专利申请，属于交通信息监测技术领域，包括计算机车辆和交通管理中心、下位机、摄像头、射频感应收发装置、报警电路、有线或无线通信接口，下位机接收由摄像头拍摄的视频信息和由射频感应收发装置读取到的射频信息，对两种信息进行比对和分析处理，并将行驶过路口的车辆的视频信息与射频信息是否相符、车牌号和通过该路口的时间、走向等信息通过有线或无线通信接口传输到计算机车辆和交通管理中心。该实用新型专利申请的技术方案结合RFID和机器视觉可以对行驶车辆的合法性做出判断，在一定程度上能够解决现有车辆信息监测系统的一些问题。但该技术方案对于信息不一致的判断和处理主要集中在后台的管理中心，那么后台管理中心需要接手和处理庞大的监控信息，势必影响其处理准确度和效率。

又如中国专利申请号为201120536820.4的实用新型专利公开了一种RFID结合视频识别车辆合法性系统，包括微处理器，该微处理器分别连接有读写模块和通信模块，该读写模块连接有用于读取车辆电子标签的RFID天线，通信模块通过因特网与监控中心连接，微处理器还连接有视频模块，该视频模块连接有摄像头；该实用新型在原有的RFID识别系统上增加视频模块，该视频模块通过摄像头对马路上的车辆进行监控和录像，通过RFID天线读取车辆的电子标签，获取车辆的电子身份信息；视频信息和车辆的电子身份信息都通过网络传输到监控中心，在监控中心，工作人员通过对车辆的电子身份信息与车辆车牌及外观进行比对，识别造假车辆，杜绝套牌车辆的存在，实现了核实车辆合法性的目的，便于维护公共秩序。该实用新型的视频监控主要是辅助RFID识别器，是通过视频监控来判断RFID识别器信息对应的电子标签是否有误的情况，其对于交通监控的主要倚重点在于RFID识别器，视频监控和RFID监控没有均衡融合，且该实用新型专利同样存在处理步骤集中在后台监控中心的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服单一传感器解决智能交通问题的不足，提出一种基于视频传感器和RFID传感器融合处理系统，更好的解决智能交通的车辆管理问题。

为了实现上述实用新型目的，采用的技术方案如下：

一种视频传感器与RFID传感器融合系统，包括多传感器联网管理平台和多个传感器监控采集点，所述多个传感器监控采集点通过网络与多传感器联网管理平台连接，每个传感器监控采集点包括视频传感器、RFID阅读器和综合处理控制设备，多个视频传感器和多个RFID阅读器均与综合处理控制设备电连接，所述综合处理控制设备由依据信息流走向依次连接的信息处理模块、信息同步关联模块、综合判决模块和报警模块构成。

上述技术方案中，所述信息流走向具体包括：所述视频传感器和RFID阅读器将各自的信息发给综合处理控制设备，所述综合处理控制设备将接收到的视频传感器信息流和RFID阅读器信息流送入到信息处理模块进行信息处理操作，然后将视频传感器信息流和RFID阅读器信息流通过信息同步关联模块进行同步和关联，再通过综合判决模块判断视频传感器信息流和RFID阅读器信息流是否一致，最后由报警模块对视频传感器信息流和RFID阅读器信息流不一致的情况发出报警信息。

本实用新型应用于车辆监控。

本实用新型根据目前国家平安城市及智能交通建设已经铺设了大量卡口抓拍摄像机、电警抓拍摄像机、智能摄像机（完成车牌识别等功能）及治安监控摄像机。在现有方案建设基础上，平滑升级的视频传感器和RFID传感器融合系统。本实用新型提出的针对车辆管理的平滑升级多传感器融合处理方案，考虑到现场施工，埋杆，取电、铺网等成本因素，在一个传感器监控采集点，铺设了多台视频传感器和RFID阅读器，并配备了一个综合处理控制设备。该综合处理控制设备能够综合利用视频传感器和RFID阅读器的优点，弥补单一传感器不足，达到及时发现：例如套牌车、RFID信号屏蔽等功能，并及时采取一些联动控制操作：例如报警，拍照等操作。通过该综合处理控制设备，可以更好的满足智能交通系统对车辆管理的可控性、真实性和有效性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

本实用新型的结构如附图1所示，具体结构如下：

1、一个智能交通视频监控点，根据实际应用情况（车道数不同，架设视频传感器台数不同），已铺设了M台视频传感器。视频传感器根据具体项目应用不同，对应种类不同。具体种类可以为：车牌抓拍摄像机、智能摄像机（摄像机进行车牌识别等智能功能）、 普通视频监控摄像机（可见光，红外）等。

2、为了弥补视频传感器的不足（车辆身份识别准确度不够，套牌车难识别，智能交通视频传感器路网铺设密度不够），对应配备安装了N台RFID阅读器。

3、M台视频传感器将编码后的视频、图像及相关信息流送入综合处理控制设备，N台RFID阅读器将读取的车辆身份相关的信息流送入综合处理控制设备。

4、综合处理控制设备将接收到的视频传感器信息流，RFID阅读器信息流送入到传感器信息处理模块，在该模块中进行信息处理操作。可根据实际情况完成以下功能：针对视频传感器，完成车牌识别、车身识别、车颜色识别等功能。若视频传感器已完成这部分功能，则只需将车牌，车型，车颜色等信息按照规定方式进行编码描述。针对RFID阅读器信息，完成RFID阅读信息到车牌、车型、车颜色等信息的映射转换，然后对车牌、车型、车颜色等信息按照规定方式进行编码描述。

5、视频传感器及RFID传感器信息流经过处理后，送入到时空同步关联模块。在该时空同步关联模块中，按照车辆经过的时间、车辆所处的车道数等规则进行同步和关联。

6、视频传感器和RFID传感器信息流经时空同步关联处理后，送入信息综合判决模块。在信息综合判决模块中，进行以下操作：

a）如果发现对应的视频传感器车牌（车辆）信息没有相应的RFID阅读器车牌（车辆）信息相关联，就可以判断该车辆RFID发射器被有意或无意屏蔽掉信号。信息综合判决模块则将判断结果送入联动报警控制模块。联动报警控制模块向多传感器联网管理平台发送报警命令，并进行相应的联动控制操作。

b)如果发现关联的视频传感器车牌（车辆）信息与RFID阅读器的车牌（车辆）信息不一致时，则可以判断该车辆出现套牌情况。信息综合判决模块则将判断结果送入联动报警控制模块。联动报警控制模块向多传感器联网管理平台发送报警命令，并进行相应的联动控制操作。

c）以此类推，将车型和/或车颜色的关联信息不一致的判断结果送入报警模块进行处理。

本实用新型以现有的智能交通视频监控系统为例，在此基础上，平滑升级建设视频传感器和RFID传感器融合处理系统。在视频卡口系统中，设定为8车道，一个卡口视频监控点包含：卡口视频抓拍机8台，补光灯8个，地感线圈8个，车检器4个，架杆，传输网络，设备取电，设备箱等设备。

在一个卡口监控点中，当车辆压过地感线圈时，地感线圈根据电流感应触发车检器，车检器根据电流强度判断是否有车辆经过，并根据判断结果触发相应的卡口视频抓拍机。卡口视频抓拍机在规定时间内，抓拍车辆图片数张，并将车辆图片信息流通过网络发送到卡口视频联网平台，卡口视频联网平台在平台完成车牌识别功能。

基于此卡口系统，平滑升级建设卡口视频抓拍摄像机和RFID阅读器融合处理系统。具体如下：

11、对每个卡口视频监控点平滑升级，为了减少建设成本，通过共用架杆、取电、网络，在一个架杆上安装RFID阅读器8个，每个RFID阅读器对应管理一个车道。

12、每个卡口视频监控点增加部署一台综合处理控制设备，综合处理控制设备在网络上与8台视频卡口抓拍机、8个RFID阅读器，及多传感器联网管理平台相连。

13、当车辆经过某车道触发地感线圈时，对应该车道的视频卡口抓拍机对该车辆进行抓拍，将抓拍的几张图片进行编码形成码流进行传输送入到综合处理控制设备。

14、同时，对应的RFID阅读器接收到该车辆发射到的电磁信号，RFID阅读器将接收到的电磁信号进行接收处理，得到该车辆的身份信息及其他相关信息，如：车牌、车型、车身颜色等。并将该信息形成码流进行传输送入到综合处理控制设备。

15、综合处理控制设备对接收到的视频传感器信息流进行解码，得到抓拍的视频图片，对抓拍的视频图片进行车牌识别得到车辆的车牌信息。

16、综合处理控制设备对接收到的RFID传感器信息流进行解码，得到车辆的车牌、车型、颜色等信息。

17、综合处理控制设备按照车辆所处车道数（8车道），传感器信息捕获时间，对车辆身份信息进行同步和关联。

18、综合处理控制设备将车辆身份信息时空同步关联处理后，进入信息综合判决阶段。信息综合判决按照车道数和车辆经过时间进行以下操作：

a）如果对应的视频传感器车牌信息没有相应的RFID传感器车牌信息相关联，判断该车辆RFID发射器被有意或无意屏蔽掉信号，将判断结果（包含卡口监控点编号、车道数、车牌信息、车辆通过时间）送入联动报警控制模块。联动报警控制模块向联网管理平台发送报警命令，并进行相应的联动控制操作。

b)如果关联的视频传感器车牌信息与RFID传感器的车牌信息不一致时，则判断该车辆出现套牌情况，将判断结果（包含卡口监控点编号、车道数、车牌信息、车辆通过时间）送入联动报警控制模块。联动报警控制模块向联网管理平台发送报警命令，并进行相应的联动控制操作。

下面以两个具体的实施例对本实用新型做进一步的说明。

实施例1：

以现有的智能交通卡口系统为例，在视频卡口系统中，为8车道，一个卡口视频监控点包含：卡口视频抓拍机8台，补光灯8个，地感线圈8个，车检器4个，架杆，传输网络，设备取电，设备箱等设备。

在一个卡口监控点中，当车辆压过地感线圈时，地感线圈根据电流感应触发车检器，车检器根据电流强度判断是否有车辆经过，并根据判断结果触发相应的卡口视频抓拍机。卡口视频抓拍机在规定时间内，抓拍车辆图片数张，并将车辆图片信息流通过网络发送到卡口视频联网平台，卡口视频联网平台在平台完成车牌识别功能。

基于此卡口系统，平滑升级建设卡口视频抓拍摄像机和RFID阅读器融合处理系统。具体如下：

1.对每个卡口视频监控点平滑升级，为了减少建设成本，通过共用架杆、取电、网络，在一个架杆上安装RFID阅读器8个，每个RFID阅读器对应管理一个车道。

2.每个卡口视频监控点增加部署一台综合处理控制设备，综合处理控制设备在网络上与8台视频卡口抓拍机、8个RFID阅读器，及多传感器联网管理平台相连。

3.当车辆经过某车道触发地感线圈时，对应该车道的视频卡口抓拍机对该车辆进行抓拍，将抓拍的几张图片进行编码形成码流进行传输送入到综合处理控制设备。

4.同时，对应的RFID阅读器接收到该车辆发射到的电磁信号，RFID阅读器将接收到的电磁信号进行接收处理，得到该车辆的身份信息及其他相关信息，如：车牌、车型、车身颜色等。并将该信息形成码流进行传输送入到综合处理控制设备。

5.综合处理控制设备对接收到的视频传感器信息流进行解码，得到抓拍的车辆图片，对抓拍的车辆图片进行智能分析。

6.对抓拍的车辆图片智能分析方法如下：a）通过一些图像特征检测算子将车辆轮廓、车牌轮廓、车标轮廓从车辆图片中检测出来。b）针对车辆车牌识别，将车牌进行几何校正和归一化，然后采取人工神经网络方法进行车牌数字和汉字识别；针对车身颜色识别，根据车辆轮廓，对车身颜色进行颜色直方图统计，从而得出车身颜色信息；针对车标识别，根据车标轮廓和纹理信息，与数据库中车标的先验信息进行模式识别和匹配，从而得到车型特征。c）针对同一辆车经过视频传感器所抓拍的图片，为了减少车辆智能分析的错误概率，对这些图片的识别结果采取投票办法进行判断选择，得到最终车辆的车牌信息，颜色信息和车型信息进行输出。

7.综合处理控制设备对接收到的RFID传感器信息流进行解码，得到车辆的车牌、车型、颜色等信息。

8.综合处理控制设备按照车辆所处车道数（8车道），传感器信息捕获时间，对车辆身份信息进行同步和关联。

9.综合处理控制设备将车辆身份信息时空同步关联处理后，进入信息综合判决阶段。信息综合判决按照车道数和车辆经过时间进行以下操作：a）如果对应的视频传感器车牌信息没有相应的RFID传感器车牌信息相关联，判断该车辆RFID发射器被有意或无意屏蔽掉信号，将判断结果（包含卡口监控点编号、车道数、车牌信息、车辆通过时间）送入联动报警控制模块。联动报警控制模块向联网管理平台发送报警命令，并进行相应的联动控制操作。b)如果关联的视频传感器车牌信息与RFID传感器的车牌信息不一致时，则判断该车辆出现套牌情况，将判断结果（包含卡口监控点编号、车道数、车牌信息、车辆通过时间）送入联动报警控制模块。联动报警控制模块向联网管理平台发送报警命令，并进行相应的联动控制操作。

实施例2：

以现有的智能交通卡口系统为例，在视频卡口系统中，为8车道，一个卡口视频监控点包含：卡口视频抓拍机8台，补光灯8个，地感线圈8个，车检器4个，架杆，传输网络，设备取电，设备箱等设备。

在一个卡口监控点中，当车辆压过地感线圈时，地感线圈根据电流感应触发车检器，车检器根据电流强度判断是否有车辆经过，并根据判断结果触发相应的卡口视频抓拍机。卡口视频抓拍机在规定时间内，抓拍车辆图片数张，并将车辆图片信息流通过网络发送到卡口视频联网平台，卡口视频联网平台在平台完成车牌识别功能。

基于此卡口系统，平滑升级建设卡口视频抓拍摄像机和RFID阅读器融合处理系统。具体如下：

1.对每个卡口视频监控点平滑升级，为了减少建设成本，通过共用架杆、取电、网络，在一个架杆上安装RFID阅读器8个，每个RFID阅读器对应管理一个车道。

2.每个卡口视频监控点增加部署一台综合处理控制设备，综合处理控制设备在网络上与8台视频卡口摄像机、8个RFID阅读器，及多传感器联网管理平台相连。

3.当车辆经过某车道时，对应该车道的视频卡口摄像机对该车辆进行抓拍，得到车辆的抓拍图片。

4.在视频卡口摄像机机内部，对车辆图片进行智能分析，具体方法如下：a）通过一些图像特征检测算子将车辆轮廓、车牌轮廓、车标轮廓从车辆图片中检测出来。b）针对车辆车牌识别，将车牌进行几何校正和归一化，然后采取人工神经网络方法进行车牌数字和汉字识别；针对车身颜色识别，根据车辆轮廓，对车身颜色进行颜色直方图统计，从而得出车身颜色信息；针对车标识别，根据车标轮廓和纹理信息，与数据库中车标的先验信息进行模式识别和匹配，从而得到车型特征。c）摄像机对这些图片的识别结果：车辆的车牌信息，颜色信息和车型信息进行编码形成码流进行传输送入到综合处理控制设备。

5.同时，对应的RFID阅读器接收到该车辆发射到的电磁信号，RFID阅读器将接收到的电磁信号进行接收处理，得到该车辆的身份信息及其他相关信息，如：车牌、车型、车身颜色等。并将该信息形成码流进行传输送入到综合处理控制设备。

6.综合处理控制设备对接收到的视频传感器信息流进行解码，得到车辆的车牌、车型、颜色等信息。

7.综合处理控制设备对接收到的RFID传感器信息流进行解码，得到车辆的车牌、车型、颜色等信息。

8.综合处理控制设备按照车辆所处车道数（8车道），传感器信息捕获时间，对车辆身份信息进行同步和关联。

综合处理控制设备将车辆身份信息时空同步关联处理后，进入信息综合判决阶段。信息综合判决按照车道数和车辆经过时间进行以下操作：a）如果对应的视频传感器车牌信息没有相应的RFID传感器车牌信息相关联，判断该车辆RFID发射器被有意或无意屏蔽掉信号，将判断结果（包含卡口监控点编号、车道数、车牌信息、车辆通过时间）送入联动报警控制模块。联动报警控制模块向联网管理平台发送报警命令，并进行相应的联动控制操作。b)如果关联的视频传感器车牌信息与RFID传感器的车牌信息不一致时，则判断该车辆出现套牌情况，将判断结果（包含卡口监控点编号、车道数、车牌信息、车辆通过时间）送入联动报警控制模块。联动报警控制模块向联网管理平台发送报警命令，并进行相应的联动控制操作。

Claims (2)

1.一种视频传感器与RFID传感器融合系统，包括多传感器联网管理平台和多个传感器监控采集点，所述多个传感器监控采集点通过网络与多传感器联网管理平台连接，其特征在于每个传感器监控采集点包括视频传感器、RFID阅读器和综合处理控制设备，多个视频传感器和多个RFID阅读器均与综合处理控制设备电连接。

2.根据权利要求1所述的视频传感器与RFID传感器融合系统，其特征在于每一个传感器监控采集点安装在一个架杆上。