基于高架匝道口車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于高架匝道口車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置，包括CPU模塊、車輛檢測模塊、圖像采集模塊、圖像處理分析模塊、攝像模塊、照明模塊、3G模塊和后臺管理模塊；所述的CPU模塊分別與車輛檢測模塊、圖像采集模塊、圖像處理分析模塊、攝像模塊、照明模塊和3G模塊相連，后臺管理模塊通過無線通訊與3G模塊相連。本發(fā)明在交通高峰期期間通過高架橋各匝道口上下行車輛車牌識別控制高架橋短途車輛數(shù)量，該方法能夠有效的改善高峰期期間高架橋擁堵問題，大大縮短行者在高架橋行車時間，提高行車效率。而在非高峰期期間不控制高架橋短途行車數(shù)量，綜上所述，不僅保證了高架橋原有的通車能力，也解決了高峰期高架橋擁堵問題，實(shí)現(xiàn)其真正價值。
【專利說明】基于高架匝道口車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于高架匝道口車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置及其工作方法，屬于道路交通擁堵控制和處理的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，城市交通擁堵已經(jīng)成為城市化進(jìn)程中的一大痼疾，它直接影響到城市人群的生活質(zhì)量和城市長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。城市交通擁堵作為一個社會問題對人們的影響越來越大。交通擁堵不僅給出行者造成時間上的延誤、經(jīng)濟(jì)上的損失，還給整個社會造成了巨大的無謂損失和資源的浪費(fèi)、環(huán)境的污染。交通擁堵的原因是多方面的，治理交通擁堵問題需要社會的綜合治理，解決交通擁堵需要一個比較長的過程。
[0003]城市交通的流量并不是恒定的，是隨時間的變化而變化的。一般情況下，除氣候條件可能影響日交通量外，日交通量隨節(jié)假日、季節(jié)的變化情況基本是一定的。而以一日為周期來看交通量的變化，同一地點(diǎn)，不同時間，小時交通量是各不相同的。這種變化有一個大致的規(guī)律。每日上午、下午分別有一個交通高峰時間，高峰時的小時交通量往往是全天交通總量的I / 10?1/7。
[0004]現(xiàn)在大多數(shù)大中城市為了解決交通擁堵問題，都建有不同數(shù)量的高架橋。隨著城市的發(fā)展，在高峰期間高架橋擁堵問題日益嚴(yán)重，造成高架橋減緩交通擁堵的作用大大減弱。其中一個主要原因就是有些短距離路程的車輛在高峰期期間為了自己的方便快捷駛?cè)敫呒軜?，使得這段時間高架橋上橋和下橋車輛明顯增多，造成擁堵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于高架匝道口車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置。
[0006]本發(fā)明還提供一種上述工作裝置的工作方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種基于高架匝道口車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置，包括CPU模塊、車輛檢測模塊、圖像采集模塊、圖像處理分析模塊、攝像模塊、照明模塊、3G模塊和后臺管理模塊；所述的CPU模塊分別與車輛檢測模塊、圖像采集模塊、圖像處理分析模塊、攝像模塊、照明模塊和3G模塊相連，后臺管理模塊通過無線通訊與3G模塊相連；
[0009]所述的CPU模塊采用STM32的單片機(jī)；
[0010]所述車輛檢測模塊采用視頻檢測:利用虛擬線圈視頻觸發(fā)模塊CubicRing，通過視頻攝像機(jī)作傳感器，在視頻范圍內(nèi)設(shè)置虛擬線圈，即檢測區(qū)，車輛進(jìn)入檢測區(qū)時，所述視頻攝像機(jī)顯示畫面的背景灰度值發(fā)生變化，從而得知車輛的存在，并以此檢測車輛的流量和速度，所述的視頻攝像機(jī)在交通高峰期期間上電工作；本發(fā)明的車輛檢測模塊采用視頻檢測，可以避免破壞路面、不必附加外部檢測設(shè)備、不需矯正觸發(fā)位置、節(jié)省開支，而且更適合移動式、便攜式應(yīng)用的要求；
[0011]所述的圖像采集模塊包括AA13H芯片和彩色攝像機(jī)，其采用自然光圖像采集，白天利用自然光線，夜間采用輔助照明光源，所述彩色攝像機(jī)采集車輛真彩色圖像視頻流；
[0012]所述攝像模塊將圖像采集模塊所采集到的車輛真彩色圖像視頻流送到CPU模塊的物理內(nèi)存中；
[0013]所述圖像處理分析模塊截取車輛真彩色圖像視頻流中含有車牌號的畫面，并對車牌進(jìn)行定位、車牌字符的分割、光學(xué)字符識別和輸出車牌信息；所述車牌字符的分割采用垂直投影法，對復(fù)雜環(huán)境下的汽車圖像中的字符分割有較好的效果；所述光學(xué)字符識別是利用基于模板匹配算法或基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)現(xiàn)的；通過以上步驟最終組成車牌號碼、準(zhǔn)確識別并輸出；
[0014]所述的3G模塊為M2M類型的內(nèi)置3G模塊，用于無線連接后臺管理模塊進(jìn)行實(shí)數(shù)據(jù)的高速傳輸；所述3G模塊為內(nèi)置嵌入式TCP/IP協(xié)議棧，有GPIO、UART、USB、PCM、Camera、I2C等豐富的外設(shè)接口 ；
[0015]后臺管理模塊用于實(shí)現(xiàn)識別車牌信息、判斷車輛是否在交通高峰期內(nèi)出現(xiàn)違規(guī)事項(xiàng)、存儲車輛圖像數(shù)據(jù)。有效的自動比對、查詢技術(shù)和提供實(shí)時通信、網(wǎng)絡(luò)安全、遠(yuǎn)程維護(hù)、動態(tài)數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)庫自動更新、硬件參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)故障診斷等；通過以上功能可以對在高峰期高架上通過的匝道口數(shù)量為2或者小于2的車輛實(shí)行報(bào)警罰款等措施。
[0016]在每個高架橋的出入口會設(shè)有告知牌提示駕駛員違規(guī)條件，即在交通高峰期高架上通過的匝道口數(shù)量為2或者小于2的車輛即視為違規(guī)。
[0017]一種上述涉及高架匝道口的車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置的工作方法，包括步驟如下:
[0018](I)當(dāng)車輛在交通高峰期期間進(jìn)入高架匝道口時，車輛檢測模塊檢測到車輛后，觸發(fā)圖像采集模塊:采集當(dāng)前車輛真彩色圖像視頻流；照明模塊白天利用自然光線，夜間采用輔助照明光源；
[0019](2)攝像模塊采集視頻流送到CPU模塊的物理內(nèi)存中；
[0020](3)圖像處理分析模塊截取車輛真彩色圖像視頻流中含有車牌號的畫面進(jìn)行處理，并對車牌進(jìn)行定位、車牌字符的分割、光學(xué)字符識別和輸出車牌信息；所述車牌字符的分割采用垂直投影法，對復(fù)雜環(huán)境下的汽車圖像中的字符分割有較好的效果；所述光學(xué)字符識別將接收到的字符串傳到解析函數(shù)里，把分割好的字符采用基于模板匹配算法或基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行識別，最終組成牌照號碼，將識別好的圖片壓縮信息打包輸出車牌信息；
[0021](4)所述車牌信息通過3G模塊發(fā)送給后臺管理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析、對比:在交通高峰期期間，臺管理模塊車輛經(jīng)過的匝道口數(shù)量小于等于預(yù)設(shè)數(shù)量時，所述后臺管理模塊自動記錄對應(yīng)車輛信息并提示監(jiān)管人員，由監(jiān)管部門根據(jù)記錄的車輛信息對該車輛進(jìn)行相應(yīng)處罰。
[0022]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟(4)中，臺管理模塊車輛經(jīng)過的匝道口數(shù)量小于等于預(yù)設(shè)數(shù)量，所述匝道口的預(yù)設(shè)數(shù)量為2個。
[0023]請補(bǔ)充本發(fā)明的優(yōu)勢:
[0024]本發(fā)明在交通高峰期期間通過高架橋各匝道口上下行車輛車牌識別控制高架橋短途車輛數(shù)量，該方法能夠有效的改善高峰期期間高架橋擁堵問題，大大縮短行者在高架橋行車時間，提高行車效率。而在非高峰期期間不控制高架橋短途行車數(shù)量，綜上所述，不僅保證了高架橋原有的通車能力，也解決了高峰期高架橋擁堵問題，實(shí)現(xiàn)其真正價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖2為本發(fā)明所述高架匝道口的車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置工作方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的說明，但不限于此。
[0028]實(shí)施例1、
[0029]如圖1所示。
[0030]一種基于高架匝道口車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置，包括CPU模塊、車輛檢測模塊、圖像采集模塊、圖像處理分析模塊、攝像模塊、照明模塊、3G模塊和后臺管理模塊；所述的CPU模塊分別與車輛檢測模塊、圖像采集模塊、圖像處理分析模塊、攝像模塊、照明模塊和3G模塊相連，后臺管理模塊通過無線通訊與3G模塊相連；
[0031]所述的CPU模塊采用STM32的單片機(jī)；
[0032]所述車輛檢測模塊采用視頻檢測:利用虛擬線圈視頻觸發(fā)模塊CubicRing，通過視頻攝像機(jī)作傳感器，在視頻范圍內(nèi)設(shè)置虛擬線圈，即檢測區(qū)，車輛進(jìn)入檢測區(qū)時，所述視頻攝像機(jī)顯示畫面的背景灰度值發(fā)生變化，從而得知車輛的存在，并以此檢測車輛的流量和速度，所述的視頻攝像機(jī)在交通高峰期期間上電工作；本發(fā)明的車輛檢測模塊采用視頻檢測，可以避免破壞路面、不必附加外部檢測設(shè)備、不需矯正觸發(fā)位置、節(jié)省開支，而且更適合移動式、便攜式應(yīng)用的要求；
[0033]所述的圖像采集模塊包括AA13H芯片和彩色攝像機(jī)，其采用自然光圖像采集，白天利用自然光線，夜間采用輔助照明光源，所述彩色攝像機(jī)采集車輛真彩色圖像視頻流；
[0034]所述攝像模塊將圖像采集模塊所采集到的車輛真彩色圖像視頻流送到CPU模塊的物理內(nèi)存中；
[0035]所述圖像處理分析模塊截取車輛真彩色圖像視頻流中含有車牌號的畫面，并對車牌進(jìn)行定位、車牌字符的分割、光學(xué)字符識別和輸出車牌信息；所述車牌字符的分割采用垂直投影法，對復(fù)雜環(huán)境下的汽車圖像中的字符分割有較好的效果；所述光學(xué)字符識別是利用基于模板匹配算法或基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)現(xiàn)的；通過以上步驟最終組成車牌號碼、準(zhǔn)確識別并輸出；
[0036]所述的3G模塊為M2M類型的內(nèi)置3G模塊，用于無線連接后臺管理模塊進(jìn)行實(shí)數(shù)據(jù)的高速傳輸；所述3G模塊為內(nèi)置嵌入式TCP/IP協(xié)議棧，有GPIO、UART、USB、PCM、Camera、I2C等豐富的外設(shè)接口 ；
[0037]后臺管理模塊用于實(shí)現(xiàn)識別車牌信息、判斷車輛是否在交通高峰期內(nèi)出現(xiàn)違規(guī)事項(xiàng)、存儲車輛圖像數(shù)據(jù)。有效的自動比對、查詢技術(shù)和提供實(shí)時通信、網(wǎng)絡(luò)安全、遠(yuǎn)程維護(hù)、動態(tài)數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)庫自動更新、硬件參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)故障診斷等；通過以上功能可以對在高峰期高架上通過的匝道口數(shù)量為2或者小于2的車輛實(shí)行報(bào)警罰款等措施。
[0038]在每個高架橋的出入口會設(shè)有告知牌提示駕駛員違規(guī)條件，即在交通高峰期高架上通過的匝道口數(shù)量為2或者小于2的車輛即視為違規(guī)。
[0039]實(shí)施例2、
[0040]如圖2所示。
[0041]一種如實(shí)施例1所述涉及高架匝道口的車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置的工作方法，包括步驟如下:
[0042]( I)當(dāng)車輛在交通高峰期期間進(jìn)入高架匝道口時，車輛檢測模塊檢測到車輛后，觸發(fā)圖像采集模塊:采集當(dāng)前車輛真彩色圖像視頻流；照明模塊白天利用自然光線，夜間采用輔助照明光源；
[0043]( 2 )攝像模塊采集視頻流送到CPU模塊的物理內(nèi)存中；
[0044](3)圖像處理分析模塊截取車輛真彩色圖像視頻流中含有車牌號的畫面進(jìn)行處理，并對車牌進(jìn)行定位、車牌字符的分割、光學(xué)字符識別和輸出車牌信息；所述車牌字符的分割采用垂直投影法，對復(fù)雜環(huán)境下的汽車圖像中的字符分割有較好的效果；所述光學(xué)字符識別將接收到的字符串傳到解析函數(shù)里，把分割好的字符采用基于模板匹配算法或基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行識別，最終組成牌照號碼，將識別好的圖片壓縮信息打包輸出車牌信息；
[0045](4)所述車牌信息通過3G模塊發(fā)送給后臺管理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析、對比:在交通高峰期期間，臺管理模塊車輛經(jīng)過的匝道口數(shù)量小于等于預(yù)設(shè)數(shù)量時，所述后臺管理模塊自動記錄對應(yīng)車輛信息并提示監(jiān)管人員，由監(jiān)管部門根據(jù)記錄的車輛信息對該車輛進(jìn)行相應(yīng)處罰。
[0046]所述步驟(4)中，臺管理模塊車輛經(jīng)過的匝道口數(shù)量小于等于預(yù)設(shè)數(shù)量，所述匝道口的預(yù)設(shè)數(shù)量為2個。
【權(quán)利要求】
1.一種基于高架匝道口車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置，其特征在于，該裝置包括CPU模塊、車輛檢測模塊、圖像采集模塊、圖像處理分析模塊、攝像模塊、照明模塊、3G模塊和后臺管理模塊；所述的CPU模塊分別與車輛檢測模塊、圖像采集模塊、圖像處理分析模塊、攝像模塊、照明模塊和3G模塊相連，后臺管理模塊通過無線通訊與3G模塊相連； 所述的CPU模塊采用STM32的單片機(jī)； 所述車輛檢測模塊采用視頻檢測:利用虛擬線圈視頻觸發(fā)模塊CubicRing，通過視頻攝像機(jī)作傳感器，在視頻范圍內(nèi)設(shè)置虛擬線圈，即檢測區(qū)，車輛進(jìn)入檢測區(qū)時，所述視頻攝像機(jī)顯示畫面的背景灰度值發(fā)生變化，從而得知車輛的存在，并以此檢測車輛的流量和速度，所述的視頻攝像機(jī)在交通高峰期期間上電工作； 所述的圖像采集模塊包括AA13H芯片和彩色攝像機(jī)，其采用自然光圖像采集，白天利用自然光線，夜間采用輔助照明光源，所述彩色攝像機(jī)采集車輛真彩色圖像視頻流； 所述攝像模塊將圖像采集模塊所采集到的車輛真彩色圖像視頻流送到CPU模塊的物理內(nèi)存中； 所述圖像處理分析模塊截取車輛真彩色圖像視頻流中含有車牌號的畫面，并對車牌進(jìn)行定位、車牌字符的分割、光學(xué)字符識別和輸出車牌信息；所述車牌字符的分割采用垂直投影法，所述光學(xué)字符識別是利用基于模板匹配算法或基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)現(xiàn)的； 所述的3G模塊為M2M類型的內(nèi)置3G模塊，用于無線連接后臺管理模塊進(jìn)行實(shí)數(shù)據(jù)的高速傳輸； 后臺管理模塊用于實(shí)現(xiàn)識別車牌信息、判斷車輛是否在交通高峰期內(nèi)出現(xiàn)違規(guī)事項(xiàng)、存儲車輛圖像數(shù)據(jù)。
2.一種如權(quán)利要求1所述涉及高架匝道口的車牌識別高峰主動誘導(dǎo)工作裝置的工作方法，包括步驟如下: (1)當(dāng)車輛在交通高峰期期間進(jìn)入高架匝道口時，車輛檢測模塊檢測到車輛后，觸發(fā)圖像采集模塊:采集當(dāng)前車輛真彩色圖像視頻流；照明模塊白天利用自然光線，夜間采用輔助照明光源； (2)攝像模塊采集視頻流送到CPU模塊的物理內(nèi)存中； (3)圖像處理分析模塊截取車輛真彩色圖像視頻流中含有車牌號的畫面進(jìn)行處理，并對車牌進(jìn)行定位、車牌字符的分割、光學(xué)字符識別和輸出車牌信息；所述車牌字符的分割采用垂直投影法，對復(fù)雜環(huán)境下的汽車圖像中的字符分割有較好的效果；所述光學(xué)字符識別將接收到的字符串傳到解析函數(shù)里，把分割好的字符采用基于模板匹配算法或基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行識別，最終組成牌照號碼，將識別好的圖片壓縮信息打包輸出車牌信息； (4)所述車牌信息通過3G模塊發(fā)送給后臺管理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理、分析、對比:在交通高峰期期間，臺管理模塊車輛經(jīng)過的匝道口數(shù)量小于等于預(yù)設(shè)數(shù)量時，所述后臺管理模塊自動記錄對應(yīng)車輛信息并提示監(jiān)管人員，由監(jiān)管部門根據(jù)記錄的車輛信息對該車輛進(jìn)行相應(yīng)處罰。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工作方法，其特征在于，步驟(4)中，臺管理模塊車輛經(jīng)過的匝道口數(shù)量小于等于預(yù)設(shè)數(shù)量，所述匝道口的預(yù)設(shè)數(shù)量為2個。
【文檔編號】G08G1/017GK103680149SQ201310704219
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】邢建平, 劉琪, 劉勇, 孟令國, 鄒難 申請人:山東大學(xué)