基于高架匝道口车牌识别高峰主动诱导工作装置及其工作方法

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基于高架匝道口车牌识别高峰主动诱导工作装置及其工作\n方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及基于高架匝道口车牌识别高峰主动诱导工作装置及其工作方法，属于道路交通拥堵控制和处理的技术领域。\n背景技术\n[0002] 目前，城市交通拥堵已经成为城市化进程中的一大痼疾,它直接影响到城市人群的生活质量和城市长远的经济发展。城市交通拥堵作为一个社会问题对人们的影响越来越大。交通拥堵不仅给出行者造成时间上的延误、经济上的损失，还给整个社会造成了巨大的无谓损失和资源的浪费、环境的污染。交通拥堵的原因是多方面的，治理交通拥堵问题需要社会的综合治理，解决交通拥堵需要一个比较长的过程。\n[0003] 城市交通的流量并不是恒定的，是随时间的变化而变化的。一般情况下，除气候条件可能影响日交通量外，日交通量随节假日、季节的变化情况基本是一定的。而以一日为周期来看交通量的变化，同一地点，不同时间，小时交通量是各不相同的。这种变化有一个大致的规律。每日上午、下午分别有一个交通高峰时间，高峰时的小时交通量往往是全天交通总量的1／10～1/7。\n[0004] 现在大多数大中城市为了解决交通拥堵问题，都建有不同数量的高架桥。随着城市的发展，在高峰期间高架桥拥堵问题日益严重，造成高架桥减缓交通拥堵的作用大大减弱。其中一个主要原因就是有些短距离路程的车辆在高峰期期间为了自己的方便快捷驶入高架桥，使得这段时间高架桥上桥和下桥车辆明显增多，造成拥堵。\n发明内容\n[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种基于高架匝道口车牌识别高峰主动诱导工作装置。\n[0006] 本发明还提供一种上述工作装置的工作方法。\n[0007] 本发明的技术方案如下：\n[0008] 一种基于高架匝道口车牌识别高峰主动诱导工作装置，包括CPU模块、车辆检测模块、图像采集模块、图像处理分析模块、摄像模块、照明模块、3G模块和后台管理模块；所述的CPU模块分别与车辆检测模块、图像采集模块、图像处理分析模块、摄像模块、照明模块和3G模块相连，后台管理模块通过无线通讯与3G模块相连；\n[0009] 所述的CPU模块采用STM32的单片机；\n[0010] 所述车辆检测模块采用视频检测：利用虚拟线圈视频触发模块CubicRing，通过视频摄像机作传感器，在视频范围内设置虚拟线圈，即检测区，车辆进入检测区时，所述视频摄像机显示画面的背景灰度值发生变化，从而得知车辆的存在，并以此检测车辆的流量和速度，所述的视频摄像机在交通高峰期期间上电工作；本发明的车辆检测模块采用视频检测，可以避免破坏路面、不必附加外部检测设备、不需矫正触发位置、节省开支，而且更适合移动式、便携式应用的要求；\n[0011] 所述的图像采集模块包括AA13H芯片和彩色摄像机，其采用自然光图像采集，白天利用自然光线，夜间采用辅助照明光源，所述彩色摄像机采集车辆真彩色图像视频流；\n[0012] 所述摄像模块将图像采集模块所采集到的车辆真彩色图像视频流送到CPU模块的物理内存中；\n[0013] 所述图像处理分析模块截取车辆真彩色图像视频流中含有车牌号的画面，并对车牌进行定位、车牌字符的分割、光学字符识别和输出车牌信息；所述车牌字符的分割采用垂直投影法，对复杂环境下的汽车图像中的字符分割有较好的效果；所述光学字符识别是利用基于模板匹配算法或基于人工神经网络算法实现的；通过以上步骤最终组成车牌号码、准确识别并输出；\n[0014] 所述的3G模块为M2M类型的内置3G模块，用于无线连接后台管理模块进行实数据的高速传输；所述3G模块为内置嵌入式TCP/IP协议栈，有GPIO、UART、USB、PCM、Camera、I2C等丰富的外设接口；\n[0015] 后台管理模块用于实现识别车牌信息、判断车辆是否在交通高峰期内出现违规事项、存储车辆图像数据。有效的自动比对、查询技术和提供实时通信、网络安全、远程维护、动态数据交换、数据库自动更新、硬件参数设置、系统故障诊断等；通过以上功能可以对在高峰期高架上通过的匝道口数量为2或者小于2的车辆实行报警罚款等措施。\n[0016] 在每个高架桥的出入口会设有告知牌提示驾驶员违规条件，即在交通高峰期高架上通过的匝道口数量为2或者小于2的车辆即视为违规。\n[0017] 一种上述涉及高架匝道口的车牌识别高峰主动诱导工作装置的工作方法，包括步骤如下：\n[0018] （1）当车辆在交通高峰期期间进入高架匝道口时，车辆检测模块检测到车辆后，触发图像采集模块：采集当前车辆真彩色图像视频流；照明模块白天利用自然光线，夜间采用辅助照明光源；\n[0019] （2）摄像模块采集视频流送到CPU模块的物理内存中；\n[0020] （3）图像处理分析模块截取车辆真彩色图像视频流中含有车牌号的画面进行处理，并对车牌进行定位、车牌字符的分割、光学字符识别和输出车牌信息；所述车牌字符的分割采用垂直投影法，对复杂环境下的汽车图像中的字符分割有较好的效果；所述光学字符识别将接收到的字符串传到解析函数里，把分割好的字符采用基于模板匹配算法或基于人工神经网络算法进行识别，最终组成牌照号码，将识别好的图片压缩信息打包输出车牌信息；\n[0021] （4）所述车牌信息通过3G模块发送给后台管理模块进行数据的处理、分析、对比：\n在交通高峰期期间，台管理模块车辆经过的匝道口数量小于等于预设数量时，所述后台管理模块自动记录对应车辆信息并提示监管人员，由监管部门根据记录的车辆信息对该车辆进行相应处罚。\n[0022] 根据本发明优选的，所述步骤（4）中，台管理模块车辆经过的匝道口数量小于等于预设数量，所述匝道口的预设数量为2个。\n[0023] 请补充本发明的优势：\n[0024] 本发明在交通高峰期期间通过高架桥各匝道口上下行车辆车牌识别控制高架桥短途车辆数量，该方法能够有效的改善高峰期期间高架桥拥堵问题，大大缩短行者在高架桥行车时间，提高行车效率。而在非高峰期期间不控制高架桥短途行车数量，综上所述，不仅保证了高架桥原有的通车能力，也解决了高峰期高架桥拥堵问题，实现其真正价值。\n附图说明\n[0025] 图1为本发明的总体系统结构图；\n[0026] 图2为本发明所述高架匝道口的车牌识别高峰主动诱导工作装置工作方法流程图。\n具体实施方式\n[0027] 下面结合附图对本发明做详细的说明，但不限于此。\n[0028] 实施例1、\n[0029] 如图1所示。\n[0030] 一种基于高架匝道口车牌识别高峰主动诱导工作装置，包括CPU模块、车辆检测模块、图像采集模块、图像处理分析模块、摄像模块、照明模块、3G模块和后台管理模块；所述的CPU模块分别与车辆检测模块、图像采集模块、图像处理分析模块、摄像模块、照明模块和3G模块相连，后台管理模块通过无线通讯与3G模块相连；\n[0031] 所述的CPU模块采用STM32的单片机；\n[0032] 所述车辆检测模块采用视频检测：利用虚拟线圈视频触发模块CubicRing，通过视频摄像机作传感器，在视频范围内设置虚拟线圈，即检测区，车辆进入检测区时，所述视频摄像机显示画面的背景灰度值发生变化，从而得知车辆的存在，并以此检测车辆的流量和速度，所述的视频摄像机在交通高峰期期间上电工作；本发明的车辆检测模块采用视频检测，可以避免破坏路面、不必附加外部检测设备、不需矫正触发位置、节省开支，而且更适合移动式、便携式应用的要求；\n[0033] 所述的图像采集模块包括AA13H芯片和彩色摄像机，其采用自然光图像采集，白天利用自然光线，夜间采用辅助照明光源，所述彩色摄像机采集车辆真彩色图像视频流；\n[0034] 所述摄像模块将图像采集模块所采集到的车辆真彩色图像视频流送到CPU模块的物理内存中；\n[0035] 所述图像处理分析模块截取车辆真彩色图像视频流中含有车牌号的画面，并对车牌进行定位、车牌字符的分割、光学字符识别和输出车牌信息；所述车牌字符的分割采用垂直投影法，对复杂环境下的汽车图像中的字符分割有较好的效果；所述光学字符识别是利用基于模板匹配算法或基于人工神经网络算法实现的；通过以上步骤最终组成车牌号码、准确识别并输出；\n[0036] 所述的3G模块为M2M类型的内置3G模块，用于无线连接后台管理模块进行实数据的高速传输；所述3G模块为内置嵌入式TCP/IP协议栈，有GPIO、UART、USB、PCM、Camera、I2C等丰富的外设接口；\n[0037] 后台管理模块用于实现识别车牌信息、判断车辆是否在交通高峰期内出现违规事项、存储车辆图像数据。有效的自动比对、查询技术和提供实时通信、网络安全、远程维护、动态数据交换、数据库自动更新、硬件参数设置、系统故障诊断等；通过以上功能可以对在高峰期高架上通过的匝道口数量为2或者小于2的车辆实行报警罚款等措施。\n[0038] 在每个高架桥的出入口会设有告知牌提示驾驶员违规条件，即在交通高峰期高架上通过的匝道口数量为2或者小于2的车辆即视为违规。\n[0039] 实施例2、\n[0040] 如图2所示。\n[0041] 一种如实施例1所述涉及高架匝道口的车牌识别高峰主动诱导工作装置的工作方法，包括步骤如下：\n[0042] （1）当车辆在交通高峰期期间进入高架匝道口时，车辆检测模块检测到车辆后，触发图像采集模块：采集当前车辆真彩色图像视频流；照明模块白天利用自然光线，夜间采用辅助照明光源；\n[0043] （2）摄像模块采集视频流送到CPU模块的物理内存中；\n[0044] （3）图像处理分析模块截取车辆真彩色图像视频流中含有车牌号的画面进行处理，并对车牌进行定位、车牌字符的分割、光学字符识别和输出车牌信息；所述车牌字符的分割采用垂直投影法，对复杂环境下的汽车图像中的字符分割有较好的效果；所述光学字符识别将接收到的字符串传到解析函数里，把分割好的字符采用基于模板匹配算法或基于人工神经网络算法进行识别，最终组成牌照号码，将识别好的图片压缩信息打包输出车牌信息；\n[0045] （4）所述车牌信息通过3G模块发送给后台管理模块进行数据的处理、分析、对比：\n在交通高峰期期间，台管理模块车辆经过的匝道口数量小于等于预设数量时，所述后台管理模块自动记录对应车辆信息并提示监管人员，由监管部门根据记录的车辆信息对该车辆进行相应处罚。\n[0046] 所述步骤（4）中，台管理模块车辆经过的匝道口数量小于等于预设数量，所述匝道口的预设数量为2个。