專利名稱：一種收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速公路的收費(fèi)站檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及高速公路收費(fèi)站車輛擁堵排隊(duì)檢測(cè)技術(shù)，具體的講是一種收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)方法及系統(tǒng)，為車輛的快速通行提供有力支撐。
背景技術(shù)：
目前有些高速公路收費(fèi)站排隊(duì)擁堵非常嚴(yán)重，引發(fā)了用戶對(duì)高速公路極大的不滿。為了解決高速擁堵問(wèn)題，現(xiàn)有的一些收費(fèi)站規(guī)定，如果排隊(duì)超過(guò)指定長(zhǎng)度，或者排隊(duì)車輛數(shù)超過(guò)指定車輛數(shù)，則需要免費(fèi)放行，以提高收費(fèi)站的通行效率。由于收費(fèi)廣場(chǎng)及收費(fèi)軋道場(chǎng)景差異過(guò)大，目前還沒(méi)有一種檢測(cè)方法及系統(tǒng)能夠?qū)κ召M(fèi)軋道及收費(fèi)廣場(chǎng)車輛排隊(duì)同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。而且，目前能夠?qū)囕v排隊(duì)進(jìn)行檢測(cè)的主要是視頻排隊(duì)檢測(cè)，其存在的問(wèn)題主要是單一視頻檢測(cè)很難將收費(fèi)站軋道的車輛及收費(fèi)廣場(chǎng)的車輛同時(shí)計(jì)數(shù)；由于存在收費(fèi)亭遮擋，會(huì)導(dǎo)致軋道車輛計(jì)數(shù)存在誤差；由于車輛遮擋問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致視頻檢測(cè)車輛排隊(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不夠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)收費(fèi)站車輛擁堵情況檢測(cè)較慢且準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)方法，包括 獲取收費(fèi)站進(jìn)入端的高清圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)車輛定位及車牌定位，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；通過(guò)收費(fèi)車道地感線圈獲取駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；根據(jù)預(yù)存的收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)及每一車道對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度；根據(jù)所述駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算生成收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度；將所述收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度除以所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率；根據(jù)所述的擁堵比率，生成所述收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)結(jié)果。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)了一種收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)系統(tǒng)，包括攝像機(jī)，用于獲取收費(fèi)站進(jìn)入端的高清圖像數(shù)據(jù)；收費(fèi)站地感線圈，包括收費(fèi)亭地感線圈及欄桿機(jī)地感線圈，用于獲取駛出車輛觸發(fā)所述每一地感線圈的次數(shù)及時(shí)間；主控裝置， 用于根據(jù)所述高清圖像數(shù)據(jù)及地感線圈獲取的數(shù)據(jù)，生成檢測(cè)結(jié)果，其中，所述主控裝置包括駛?cè)胄畔⑸蓡卧?，用于根?jù)車輛定位、車牌定位及所述高清圖像數(shù)據(jù)，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；駛出信息生成單元，用于根據(jù)所述收費(fèi)站地感線圈獲取的駛出車輛觸發(fā)所述每一地感線圈的次數(shù)及時(shí)間，生成所述駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；開(kāi)放車道總長(zhǎng)度生成單元，用于根據(jù)預(yù)存的收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)及每一車道對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度；廣場(chǎng)車輛總長(zhǎng)度生成單元，用于根據(jù)所述駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算生成收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度；擁堵比率生成單元，用于將所述收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度除以所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率；檢測(cè)結(jié)果生成單元，用于根據(jù)所述的擁堵比率，生成所述收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明實(shí)施例的收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)方法及系統(tǒng)，能夠同時(shí)對(duì)收費(fèi)站軋道和收費(fèi)廣場(chǎng)上的車輛同時(shí)計(jì)數(shù)，并提出擁堵比率的思想，快速且直觀的反應(yīng)車輛擁堵情況，故可以快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)收費(fèi)站擁堵程度，從而動(dòng)態(tài)的開(kāi)啟收費(fèi)出口的個(gè)數(shù)及采用復(fù)式收費(fèi)的時(shí)機(jī)，并對(duì)可能的擁堵提前報(bào)警，讓收費(fèi)管理人員提前做好預(yù)案準(zhǔn)備，從而提高車輛通行效率及服務(wù)質(zhì)量，為車輛的快速通行提供有力支撐。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)方法的方法流程圖；圖2為本發(fā)明的一種計(jì)算駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)施例的示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示實(shí)施例的主控裝置3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4所示實(shí)施例的駛?cè)胄畔⑸蓡卧?01的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖4所示實(shí)施例的駛出信息生成單元302的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖3中的主控裝置3的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的單位時(shí)間內(nèi)駛?cè)胲囕v個(gè)數(shù)隨時(shí)間變化的曲線圖；圖9為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的廣場(chǎng)內(nèi)車輛剩余個(gè)數(shù)隨時(shí)間變化的曲線圖；圖10為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的廣場(chǎng)內(nèi)擁堵比率隨時(shí)間變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)方法的方法流程圖，如圖所示，本實(shí)施例的檢測(cè)方法包括步驟S101，獲取收費(fèi)站進(jìn)入端的高清圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)車輛定位及車牌定位，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；步驟S102，通過(guò)收費(fèi)車道地感線圈獲取駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；步驟S103，根據(jù)預(yù)存的收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)及每一車道對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度， 生成收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度；步驟S104，根據(jù)所述駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算生成收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度；步驟S105，將所述收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度除以所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率；步驟S106，根據(jù)所述的擁堵比率，生成所述收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)結(jié)果。
在步驟SlOl中，所述高清圖像數(shù)據(jù)通過(guò)設(shè)置在收費(fèi)站進(jìn)入端的攝像機(jī)獲取。本實(shí)施例中，攝像機(jī)為高清攝像機(jī)，安裝在距收費(fèi)亭100 300米處的收費(fèi)站廣場(chǎng)入口處的L桿上，攝像機(jī)高度在6-8米左右，裝有補(bǔ)光燈以用于在晚上進(jìn)行補(bǔ)光。在本實(shí)施例中，步驟SlOl中的所述根據(jù)車輛定位及車牌定位，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，包括首先，根據(jù)車輛定位及車牌定位，定位有效車，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)，并建立所述駛?cè)胲囕v的車輛跟蹤鏈；其次，在所述的車輛跟蹤鏈中，根據(jù)獲取的駛?cè)胲囕v的高清圖像數(shù)據(jù)中的幀間時(shí)間間隔，計(jì)算所述駛?cè)胲囕v的車輛平均速度；最后，在所述高清圖像中的收費(fèi)站廣場(chǎng)入口處設(shè)置一個(gè)虛擬線圈，記錄所述駛?cè)胲囕v的車頭和車尾觸發(fā)所述虛擬線圈的時(shí)間間隔，將所述車輛平均速度與所述時(shí)間間隔相乘，生成駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)及數(shù)量數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，收費(fèi)站入口處場(chǎng)景比較單一穩(wěn)定，可以通過(guò)周期更新和全圖更新的方法得到穩(wěn)定的背景，當(dāng)前幀與背景對(duì)應(yīng)點(diǎn)像素作差以得到背景差圖，用OTSU進(jìn)行二值化，在背景差二值圖上尋找面積大于設(shè)定區(qū)域的連通域，根據(jù)白點(diǎn)連通性進(jìn)行定位尋找車輛；在定位出來(lái)的候選區(qū)域上根據(jù)顏色和紋理信息進(jìn)行車牌定位、車牌字符切割、字符識(shí)別，檢測(cè)定位出來(lái)的車輛區(qū)域是否能夠準(zhǔn)確提取出車牌信息，當(dāng)有車牌識(shí)別結(jié)果時(shí)建立一個(gè)新的跟蹤鏈，跟蹤鏈保存有車輛在每一幀的車輛位置、車牌位置、車牌識(shí)別結(jié)果、車型及車身顏色等信息，可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行添加。為了提高處理效率和抑制干擾，車輛在收費(fèi)站入口處速度有一個(gè)大概范圍，在第一次定位出有效車之后，以車牌為參照物，按照預(yù)定速度范圍預(yù)測(cè)下一幀車輛應(yīng)該到達(dá)位置，在第二幀圖像處理時(shí)，以該位置為基準(zhǔn)上下各擴(kuò)大一定區(qū)域進(jìn)行車輛定位和車牌定位，這樣能夠減少全圖定位所消耗的時(shí)間，并抑制干擾，同時(shí)根據(jù)這兩幀時(shí)間間隔及車牌移動(dòng)距離算出車輛實(shí)際運(yùn)行速度，用該速度替代上一幀中預(yù)測(cè)速度，繼續(xù)下面的車輛位置預(yù)測(cè)、車輛定位、車牌定位及字符識(shí)別。例如，車輛跟蹤鏈長(zhǎng)度為5幀圖像，如果5幀中有2幀有車牌識(shí)別結(jié)果，便認(rèn)為是一輛車，駛?cè)霃V場(chǎng)內(nèi)的車輛數(shù)增 1，消除跟蹤鏈。否則為干擾，消除該跟蹤鏈。在一種實(shí)施例中，可以采取以下方法計(jì)算駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)在一輛車完整的跟蹤鏈上，每一幀記錄了該處車牌位置，利用圖像數(shù)據(jù)中的幀間時(shí)間間隔，求取車牌五幀內(nèi)的平均速度V。在圖像上的收費(fèi)站廣場(chǎng)入口處設(shè)置1個(gè)虛擬線圈，記錄駛?cè)胲囕v的車頭和車尾觸發(fā)該虛擬線圈的時(shí)間間隔t，便可計(jì)算出車長(zhǎng)nlnLen = Vt0在另一種實(shí)施例中，計(jì)算駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)還可以采取如下方法在圖像中設(shè)置兩條虛擬線，如圖2所示，并在實(shí)際中換算出這兩條虛擬線之間的實(shí)際距離S。假設(shè)兩條線距離足夠短，并且車輛在這兩條線之間是勻速行駛，通過(guò)幀差和背景差檢測(cè)出車輛剛闖入時(shí)車頭經(jīng)過(guò)起始線的時(shí)間tl，檢測(cè)車尾駛過(guò)起始線的時(shí)間t2，車頭駛過(guò)終止線的時(shí)間t3，則車輛速度為s/α3-、)，車長(zhǎng)IiInLeni = s U2I1)/(、-、)。在步驟S102中，通過(guò)收費(fèi)車道線圈獲取駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)的方法包括所述收費(fèi)車道線圈包括收費(fèi)亭地感線圈以及欄桿機(jī)地感線圈，兩個(gè)線圈已知的間距為L(zhǎng)，根據(jù)所述駛出車輛觸發(fā)所述地感線圈的次數(shù)，生成所述駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)。駛出車輛觸發(fā)收費(fèi)亭地感線圈與欄桿機(jī)地感線圈的次數(shù)是相同的，地感線圈可以檢測(cè)出地面上是否有物體，當(dāng)?shù)馗芯€圈被觸發(fā)時(shí)便認(rèn)為有車輛駛出，駛出車輛數(shù)加1。所述收費(fèi)亭地感線圈以及欄桿機(jī)地感線圈被同一駛出車輛觸發(fā)的時(shí)間分別為t1;t2，則所述駛出車輛駛出收費(fèi)站的速度為ν' =ινα2-、)，如同一線圈檢測(cè)被觸發(fā)時(shí)的時(shí)間為t3，所述駛出車輛駛過(guò)后的時(shí)間為t4，則駛出車輛長(zhǎng)度為nOutLen = LX (Vt3)Z(Vt1)。在步驟SlOl及步驟S102中，計(jì)算駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，還包括對(duì)駛?cè)胲囕v及駛出車輛的殘余誤差進(jìn)行消除。在本實(shí)施例中，主控裝置的算法程序中包含三個(gè)隊(duì)列駛?cè)胲囕v、駛出車輛及廣場(chǎng)內(nèi)存在車輛。駛?cè)胲囕v通過(guò)圖像處理方法檢測(cè)出車輛的長(zhǎng)度，并根據(jù)車道開(kāi)放個(gè)數(shù)及廣場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)存車輛為每一個(gè)駛?cè)胲囕v分配一定的優(yōu)先級(jí)。當(dāng)收費(fèi)站出口地感線圈檢測(cè)到有車輛駛出時(shí)，駛出車輛特征與廣場(chǎng)內(nèi)車輛進(jìn)行匹配，按照優(yōu)先級(jí)從高到低的順序進(jìn)行匹配，匹配成功后廣場(chǎng)內(nèi)車輛隊(duì)列刪除該車，對(duì)應(yīng)隊(duì)列的其他車優(yōu)先級(jí)增1。如果有某個(gè)車牌的優(yōu)先級(jí)一直變動(dòng)或者較高而長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有駛出的話則認(rèn)為是駛?cè)攵藱z測(cè)錯(cuò)誤或者駛出端沒(méi)有檢測(cè)出車輛駛出，為車道內(nèi)殘存誤差，殘存誤差達(dá)到一定時(shí)間后自動(dòng)消除。在本實(shí)施例中，收費(fèi)站對(duì)每輛車的收費(fèi)時(shí)間沒(méi)有太大差異，即使對(duì)某一輛車收費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)而尾部車輛排隊(duì)過(guò)長(zhǎng)的話，假設(shè)司機(jī)駛?cè)朊總€(gè)車道的幾率是均等的，司機(jī)看到該車道排隊(duì)隊(duì)列較長(zhǎng)時(shí)便進(jìn)入其他車道，即車輛具有先入先出的原則。剛闖入一輛車駛向每個(gè)車道的幾率是均等的，駛?cè)攵诉M(jìn)行車牌識(shí)別，識(shí)別出來(lái)的車牌號(hào)為每輛車的唯一標(biāo)記，然后附帶有視頻檢測(cè)出來(lái)的車長(zhǎng)、車高、車型、顏色等信息。該車優(yōu)先級(jí)為1最高，接下來(lái)駛?cè)氲能囕v優(yōu)先級(jí)依次往后排列2，3，....，當(dāng)駛出端檢測(cè)到有車輛駛出時(shí)，通過(guò)地感線圈檢測(cè)出車輛的長(zhǎng)度和大小車型特征，駛出車輛與駛?cè)胲囕v按照優(yōu)先級(jí)的高低進(jìn)行匹配，匹配成功后廣場(chǎng)內(nèi)車輛隊(duì)列將該車刪除。設(shè)置特定時(shí)間，如果擁堵比較小而有某輛車在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)一直沒(méi)有消除的話則認(rèn)為該車是殘留誤差要消除掉。在步驟S103中，所述根據(jù)預(yù)存的收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)及每一車道對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度， 生成收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，包括所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)為nLaneNums，所述每一開(kāi)放車道的長(zhǎng)度分別為IiLaneLen1, nLaneLen2，. . . nLaneLenn，則所述收費(fèi)站開(kāi)放車道總長(zhǎng)度為
η
nSumLaneLen 二 ^ YiLaneLeni。
/ 二ι在步驟S104中，所述根據(jù)駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算生成收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度，包括駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)為nlnCarNums，駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)為nhLen，其中， 所述駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)nlnCarNums為根據(jù)高清圖像數(shù)據(jù)攝取的駛?cè)胲囕v的數(shù)量總和，所述駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)nlnLen為駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)的總和；駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)為nOutCarNums，駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)為nOutLen，其中，所述駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)nOutCarNums為根據(jù)收費(fèi)車道地感線圈獲取的駛出車輛的數(shù)量總和，所述駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)nOutLen為駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)的總和；所述收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度= nlnLen-nOutLen。在步驟S105中，所述將收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度除以所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率，包括nCrowdedRate = (nlnLen-nOutLen)/ nSumLaneLen X 100 %，其中，nCrowdedRate為計(jì)算生成的收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率， nSumLaneLen為收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度。
在計(jì)算所述收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率時(shí)，還包括為每一廣場(chǎng)內(nèi)的車輛設(shè)置標(biāo)志位， 當(dāng)所述標(biāo)志位自動(dòng)累加超出設(shè)定的閾值時(shí)，則認(rèn)定所述標(biāo)志位對(duì)應(yīng)的車輛為殘留誤差，此時(shí)，所述擁堵比率為nCrowdedRate = (nlnLen-nOutLen-nCarLen。)/nSumLaneLen X 100 %，其中， HCarLen0為所述標(biāo)志位對(duì)應(yīng)的車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)。在廣場(chǎng)內(nèi)車輛的闖入闖出精度上有一定的誤差，有可能闖出車輛要大于闖入車輛，此時(shí)要對(duì)廣場(chǎng)內(nèi)數(shù)量進(jìn)行清零。為每一輛車設(shè)計(jì)一定的存在性標(biāo)志位，隨著時(shí)間的延續(xù)，該標(biāo)志位自動(dòng)累加，當(dāng)達(dá)到足夠大仍未檢測(cè)出駛出時(shí)，則認(rèn)為是殘留誤差給消除掉。預(yù)設(shè)的殘留誤差消除的閾值大小與擁堵比成正比關(guān)系，擁堵情況越嚴(yán)重時(shí)，車輛駛出越慢， 則在廣場(chǎng)內(nèi)停留時(shí)間越長(zhǎng)。假設(shè)t時(shí)刻時(shí)，有某一輛長(zhǎng)度為IiCarLenci的車在廣場(chǎng)內(nèi)停留時(shí)間超過(guò)特定閾值仍然沒(méi)有消除掉，則認(rèn)為該車是殘留誤差要消除掉，此時(shí)廣場(chǎng)擁堵比為 nCrowdedRate = (nlnLen-nOutLen-nCarLen。)/nSumLaneLen X 100%。在步驟S106中，所述根據(jù)所述的擁堵比率，生成所述收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)結(jié)果，包括如果擁堵比率上升，則發(fā)出預(yù)警，指示增加開(kāi)放車道數(shù)量或免費(fèi)放行，以提高收費(fèi)站的通行效率，降低擁堵。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括攝像機(jī)1，用于獲取收費(fèi)站進(jìn)入端的高清圖像數(shù)據(jù)；收費(fèi)站地感線圈2，包括收費(fèi)亭地感線圈201及欄桿機(jī)地感線圈202，用于獲取駛出車輛觸發(fā)所述每一地感線圈的次數(shù)及時(shí)間；主控裝置3，用于根據(jù)所述高清圖像數(shù)據(jù)及地感線圈獲取的數(shù)據(jù)，生成檢測(cè)結(jié)果。 本實(shí)施例中，攝像機(jī)1為高清攝像機(jī)，安裝在距收費(fèi)亭300米處的收費(fèi)站廣場(chǎng)入口處的L桿上，攝像機(jī)高度在6-8米左右，并且裝有補(bǔ)光燈以用于在晚上進(jìn)行補(bǔ)光。主控裝置為一套 FPGA+DSP雙核架構(gòu)主控處理平臺(tái)，用于快速、準(zhǔn)確檢測(cè)收費(fèi)站排隊(duì)擁堵問(wèn)題。其中，如圖4所示，所述主控裝置3包括駛?cè)胄畔⑸蓡卧?01，用于根據(jù)車輛定位、車牌定位及所述高清圖像數(shù)據(jù)，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；駛出信息生成單元302，用于根據(jù)所述收費(fèi)站地感線圈獲取的駛出車輛觸發(fā)所述每一地感線圈的次數(shù)及時(shí)間，生成所述駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；開(kāi)放車道總長(zhǎng)度生成單元303，用于根據(jù)預(yù)存的收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)及每一車道對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度；廣場(chǎng)車輛總長(zhǎng)度生成單元304，用于根據(jù)所述駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算生成收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度；擁堵比率生成單元305，用于將所述收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度除以所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率；檢測(cè)結(jié)果生成單元306，用于根據(jù)所述的擁堵比率，生成所述收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)結(jié)果。在本實(shí)施例中，如圖5所示，所述駛?cè)胄畔⑸蓡卧?01包括車輛定位模塊 3011，用于進(jìn)行車輛定位，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)；車牌定位模塊3012，用于進(jìn)行車牌定位；車輛跟蹤鏈建立模塊3013，用于根據(jù)所述車輛定位及車牌定位，定位有效車，建立所述駛?cè)胲囕v的車輛跟蹤鏈；駛?cè)胲囕v平均速度計(jì)算模塊3014，用于在所述建立的駛?cè)胲囕v的車輛跟蹤鏈中，根據(jù)獲取的駛?cè)胲囕v的高清圖像數(shù)據(jù)中的幀間時(shí)間間隔，計(jì)算所述駛?cè)胲囕v的車輛平均速度；時(shí)間間隔生成模塊3015，用于在所述高清圖像中的收費(fèi)站廣場(chǎng)入口處設(shè)置一個(gè)虛擬線圈，記錄所述駛?cè)胲囕v的車頭和車尾觸發(fā)所述虛擬線圈的時(shí)間間隔；車長(zhǎng)數(shù)據(jù)生成模塊3016，用于將所述車輛平均速度與所述時(shí)間間隔相乘，生成駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，車輛定位模塊3011進(jìn)行車輛定位時(shí)，由于收費(fèi)站入口處場(chǎng)景比較單一穩(wěn)定，可以通過(guò)周期更新和全圖更新的方法得到穩(wěn)定的背景，當(dāng)前幀與背景對(duì)應(yīng)點(diǎn)像素作差以得到背景差圖，用OTSU進(jìn)行二值化，在背景差二值圖上尋找面積大于設(shè)定區(qū)域的連通域，根據(jù)白點(diǎn)連通性進(jìn)行定位尋找車輛；車牌定位模塊3012進(jìn)行車牌定位時(shí)，在定位出來(lái)的候選區(qū)域上根據(jù)顏色和紋理信息進(jìn)行車牌定位、車牌字符切割、字符識(shí)別，檢測(cè)定位出來(lái)的車輛區(qū)域是否能夠準(zhǔn)確提取出車牌信息，當(dāng)有車牌識(shí)別結(jié)果時(shí)，車輛跟蹤鏈建立模塊 3013建立一個(gè)新的跟蹤鏈，跟蹤鏈保存有車輛在每一幀的車輛位置、車牌位置、車牌識(shí)別結(jié)果、車型及車身顏色等信息，可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行添加。為了提高處理效率和抑制干擾， 車輛在收費(fèi)站入口處速度有一個(gè)大概范圍，在第一次定位出有效車之后，以車牌為參照物， 按照預(yù)定速度范圍預(yù)測(cè)下一幀車輛應(yīng)該到達(dá)位置，在第二幀圖像處理時(shí)，以該位置為基準(zhǔn)上下各擴(kuò)大一定區(qū)域進(jìn)行車輛定位和車牌定位，這樣能夠減少全圖定位所消耗的時(shí)間，并抑制干擾，同時(shí)根據(jù)這兩幀時(shí)間間隔及車牌移動(dòng)距離算出車輛實(shí)際運(yùn)行速度，用該速度替代上一幀中預(yù)測(cè)速度，繼續(xù)下面的車輛位置預(yù)測(cè)、車輛定位、車牌定位及字符識(shí)別。例如，車輛跟蹤鏈長(zhǎng)度為5幀圖像，如果5幀中有2幀有車牌識(shí)別結(jié)果，便認(rèn)為是一輛車，駛?cè)霃V場(chǎng)內(nèi)的車輛數(shù)增1，消除跟蹤鏈。否則為干擾，消除該跟蹤鏈。在本實(shí)施例中，如圖6所示，所述駛出信息生成單元302包括駛出車輛平均速度計(jì)算模塊3021，用于根據(jù)所述收費(fèi)亭地感線圈以及欄桿機(jī)地感線圈的間距L，以及每一地感線圈被同一駛出車輛觸發(fā)的時(shí)間t1; t2，計(jì)算所述駛出車輛駛出收費(fèi)站的速度為ν' =LZ(Vt1)；駛出車輛長(zhǎng)度計(jì)算模塊3022，用于根據(jù)所述駛出車輛經(jīng)過(guò)同一地感線圈， 檢測(cè)到被觸發(fā)時(shí)的時(shí)間t3，以及駛過(guò)后的時(shí)間t4，計(jì)算所述駛出車輛的長(zhǎng)度為nOutLen = LX (Vt3)Z(Vt1)。本實(shí)施例中，所述的駛?cè)胄畔⑸蓡卧?01和駛出信息生成單元302用于計(jì)算駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，還用于對(duì)駛?cè)胲囕v及駛出車輛的殘余誤差進(jìn)行消除。在本實(shí)施例中，主控裝置3的算法程序中包含三個(gè)隊(duì)列駛?cè)胲囕v、駛出車輛及廣場(chǎng)內(nèi)存在車輛。駛?cè)胲囕v通過(guò)圖像處理方法檢測(cè)出車輛的長(zhǎng)度，并根據(jù)車道開(kāi)放個(gè)數(shù)及廣場(chǎng)內(nèi)現(xiàn)存車輛為每一個(gè)駛?cè)胲囕v分配一定的優(yōu)先級(jí)。當(dāng)收費(fèi)站出口地感線圈檢測(cè)到有車輛駛出時(shí)，駛出車輛特征與廣場(chǎng)內(nèi)車輛進(jìn)行匹配，按照優(yōu)先級(jí)從高到低的順序進(jìn)行匹配，匹配成功后廣場(chǎng)內(nèi)車輛隊(duì)列刪除該車，對(duì)應(yīng)隊(duì)列的其他車優(yōu)先級(jí)增1。如果有某個(gè)車牌的優(yōu)先級(jí)一直變動(dòng)或者較高而長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有駛出的話則認(rèn)為是駛?cè)攵藱z測(cè)錯(cuò)誤或者駛出端沒(méi)有檢測(cè)出車輛駛出，為車道內(nèi)殘存誤差，殘存誤差達(dá)到一定時(shí)間后自動(dòng)消除。在本實(shí)施例中，收費(fèi)站對(duì)每輛車的收費(fèi)時(shí)間沒(méi)有太大差異，即使對(duì)某一輛車收費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)而尾部車輛排隊(duì)過(guò)長(zhǎng)的話，假設(shè)司機(jī)駛?cè)朊總€(gè)車道的幾率是均等的，司機(jī)看到該車道排隊(duì)隊(duì)列較長(zhǎng)時(shí)便進(jìn)入其他車道，即車輛具有先入先出的原則。剛闖入一輛車駛向每個(gè)車道的幾率是均等的，駛?cè)攵诉M(jìn)行車牌識(shí)別，識(shí)別出來(lái)的車牌號(hào)為每輛車的唯一標(biāo)記，然后附帶有視頻檢測(cè)出來(lái)的車長(zhǎng)、車高、車型、顏色等信息。該車優(yōu)先級(jí)為1最高，接下來(lái)駛?cè)氲能囕v優(yōu)先級(jí)依次往后排列2，3，....，當(dāng)駛出端檢測(cè)到有車輛駛出時(shí)，通過(guò)地感線圈檢測(cè)出車輛的長(zhǎng)度和大小車型特征，駛出車輛與駛?cè)胲囕v按照優(yōu)先級(jí)的高低進(jìn)行匹配，匹配成功后廣場(chǎng)內(nèi)車輛隊(duì)列將該車刪除。設(shè)置特定時(shí)間，如果擁堵比較小而有某輛車在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)一直沒(méi)有消除的話則認(rèn)為該車是殘留誤差要消除掉。在本實(shí)施例中，所述開(kāi)放車道總長(zhǎng)度生成單元用于根據(jù)預(yù)存的收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)及每一車道對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，包括所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的 ^ nLaneNums，|^ii*一開(kāi)方文￠: 的分另Ij 為 IiLaneLen1, nLaneLen2, . . . nLaneLenn,
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則所述收費(fèi)站幵放車道總長(zhǎng)度為〃^^^〃〃^^〃 = Yj HLaneLen1。
/=1在本實(shí)施例中，所述廣場(chǎng)車輛總長(zhǎng)度生成單元用于根據(jù)駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算生成收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度，包括駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)為nlnCarNums，駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)為nhLen，其中，所述駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)nlnCarNums為根據(jù)高清圖像數(shù)據(jù)攝取的駛?cè)胲囕v的數(shù)量總和，所述駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)nlnLen為駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)的總和；駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)為nOutCarNums，駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)為nOutLen，其中，所述駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)nOutCarNums為根據(jù)收費(fèi)車道地感線圈獲取的駛出車輛的數(shù)量總和，所述駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)nOutLen為駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)的總和；所述收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度=nlnLen-nOutLen。在本實(shí)施例中，所述擁堵比率生成單元用于將收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度除以所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率，包括mCrowdedRate = (nlnLen-nOutLen)/nSumLaneLenX 100%，其中，nCrowdedRate 為計(jì)算生成的收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率，nSumLaneLen為收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度。在另一實(shí)施例中，如圖7所示，計(jì)算主控裝置3還包括標(biāo)志位設(shè)置單元307， 用于為每一廣場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)置標(biāo)志位，當(dāng)所述標(biāo)志位自動(dòng)累加超出設(shè)定的閾值時(shí)，則認(rèn)定所述標(biāo)志位對(duì)應(yīng)的車輛為殘留誤差，此時(shí)，所述擁堵比率為mCrowdedRate = (nInLen-nOutLen-nCarLen0) /nSumLaneLen X 100 %，其中，nCarLen0 為所述標(biāo)志位對(duì)應(yīng)的車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)。在廣場(chǎng)內(nèi)車輛的闖入闖出精度上有一定的誤差，有可能闖出車輛要大于闖入車輛，此時(shí)要對(duì)廣場(chǎng)內(nèi)數(shù)量進(jìn)行清零。為每一輛車設(shè)計(jì)一定的存在性標(biāo)志位，隨著時(shí)間的延續(xù)，該標(biāo)志位自動(dòng)累加，當(dāng)達(dá)到足夠大仍未檢測(cè)出駛出時(shí)，則認(rèn)為是殘留誤差給消除掉。預(yù)設(shè)的殘留誤差消除的閾值大小與擁堵比成正比關(guān)系，擁堵情況越嚴(yán)重時(shí)，車輛駛出越慢， 則在廣場(chǎng)內(nèi)停留時(shí)間越長(zhǎng)。假設(shè)t時(shí)刻時(shí)，有某一輛長(zhǎng)度為IiCarLenci的車在廣場(chǎng)內(nèi)停留時(shí)間超過(guò)特定閾值仍然沒(méi)有消除掉，則認(rèn)為該車是殘留誤差要消除掉，此時(shí)廣場(chǎng)擁堵比為 nCrowdedRate = (nlnLen-nOutLen-nCarLen。)/nSumLaneLen X 100%。檢測(cè)結(jié)果生成單元306用于根據(jù)所述的擁堵比率，生成所述收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)結(jié)果，包括如果擁堵比率上升，則發(fā)出預(yù)警，指示增加開(kāi)放車道數(shù)量或免費(fèi)放行，以提高收費(fèi)站的通行效率，降低擁堵。以下實(shí)施例為利用本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)方法及系統(tǒng)，對(duì)某高速路收費(fèi)站進(jìn)行測(cè)試統(tǒng)計(jì)，在一段時(shí)間內(nèi)的駛?cè)腭偝銮闆r及擁堵比情況示意圖。圖8為單位時(shí)間內(nèi)駛?cè)胲囕v個(gè)數(shù)隨時(shí)間變化的曲線圖；圖9為廣場(chǎng)內(nèi)車輛剩余個(gè)數(shù)隨時(shí)間變化的曲線圖；圖10為廣場(chǎng)內(nèi)擁堵比率隨時(shí)間變化的曲線圖。圖8中曲線代表單位時(shí)間內(nèi)駛?cè)胲囕v個(gè)數(shù)，可以看出，隨著時(shí)間的推移，駛?cè)胲囕v逐漸增多，數(shù)據(jù)流變大，曲線向上偏移，最開(kāi)始開(kāi)放車道數(shù)較少，駛出車輛少；圖9中顯示的曲線最開(kāi)始也是上升的，表示駛?cè)胲囕v個(gè)數(shù)遠(yuǎn)大于駛出車輛個(gè)數(shù)，廣場(chǎng)內(nèi)車輛一直累加；圖10顯示廣場(chǎng)內(nèi)擁堵比率逐漸增大，此時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)提出預(yù)報(bào)警，通知工作人員開(kāi)放車道個(gè)數(shù)過(guò)少，于是在圖8中，點(diǎn)畫(huà)線開(kāi)始上升，表示開(kāi)放車道數(shù)增多，于是在圖9中右側(cè)曲線開(kāi)始下降，廣場(chǎng)內(nèi)車輛數(shù)逐漸減少，在圖10中，擁堵比率也隨著廣場(chǎng)內(nèi)車輛數(shù)目的減少而降低。如果車流量較大，有一個(gè)不收費(fèi)自動(dòng)放行的過(guò)程，如果車流量較小，隨著收費(fèi)站車道開(kāi)放個(gè)數(shù)的增多便能減少?gòu)V場(chǎng)內(nèi)的車輛數(shù)以達(dá)到降低擁堵比率的效果。本發(fā)明實(shí)施例的一種收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)方法及系統(tǒng)，提出擁堵比率的思想， 并能夠同時(shí)對(duì)收費(fèi)站軋道和收費(fèi)廣場(chǎng)上的車輛同時(shí)計(jì)數(shù)，快速且直觀的反應(yīng)車輛擁堵情況，故可以快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)收費(fèi)站車輛排隊(duì)擁堵問(wèn)題，從而提高了車輛通行效率及服務(wù)質(zhì)量，為車輛的快速通行提供有力支撐。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法包括獲取收費(fèi)站進(jìn)入端的高清圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)車輛定位及車牌定位，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；通過(guò)收費(fèi)車道地感線圈獲取駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；根據(jù)預(yù)存的收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)及每一車道對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度；根據(jù)所述駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算生成收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度；將所述收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度除以所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率；根據(jù)所述的擁堵比率，生成所述收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述高清圖像數(shù)據(jù)通過(guò)設(shè)置在收費(fèi)站進(jìn)入端的攝像機(jī)獲取，且所述攝像機(jī)裝有補(bǔ)光燈。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)車輛定位及車牌定位，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，包括根據(jù)車輛定位及車牌定位，定位有效車，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)，并建立所述駛?cè)胲囕v的車輛跟蹤鏈；在所述的車輛跟蹤鏈中，根據(jù)獲取的駛?cè)胲囕v的高清圖像數(shù)據(jù)中的幀間時(shí)間間隔，計(jì)算所述駛?cè)胲囕v的車輛平均速度；在所述高清圖像中的收費(fèi)站廣場(chǎng)入口處設(shè)置一個(gè)虛擬線圈，記錄所述駛?cè)胲囕v的車頭和車尾觸發(fā)所述虛擬線圈的時(shí)間間隔，將所述車輛平均速度與所述時(shí)間間隔相乘，生成駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)及數(shù)量數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述通過(guò)收費(fèi)車道線圈獲取駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，包括所述收費(fèi)車道線圈包括收費(fèi)亭地感線圈以及欄桿機(jī)地感線圈，兩個(gè)線圈間距為L(zhǎng)，根據(jù)所述駛出車輛觸發(fā)所述地感線圈的次數(shù)，生成所述駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)；當(dāng)所述收費(fèi)亭地感線圈以及欄桿機(jī)地感線圈被同一駛出車輛觸發(fā)的時(shí)間分別為t1;t2， 則所述駛出車輛駛出收費(fèi)站的速度為ν' =ινα2-、)，如同一線圈檢測(cè)被觸發(fā)時(shí)的時(shí)間為 t3，所述駛出車輛駛過(guò)后的時(shí)間為t4，則駛出車輛長(zhǎng)度為nOutLen = LX (Vt3)Z(Vt1)。
5.如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)存的收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)及每一車道對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，包括所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)為nLaneNums，所述每一開(kāi)放車道的長(zhǎng)度分別為IiLaneLen1, nLaneLen2，…nLaneLenn，則所述收費(fèi)站開(kāi)放車道總長(zhǎng)度為
6.如權(quán)利要求5所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述根據(jù)駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算生成收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度，包括駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)為nlnCarNums，駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)為r^nLen，其中，所述駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)nlnCarNums為根據(jù)高清圖像數(shù)據(jù)攝取的駛?cè)胲囕v的數(shù)量總和，所述駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)nlnLen為駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)的總和；駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)為nOutCarNums，駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)為nOutLen，其中，所述駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)nOutCarNums為根據(jù)收費(fèi)車道地感線圈獲取的駛出車輛的數(shù)量總和，所述駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)nOutLen為駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)的總和； 所述收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度=nlnLen-nOutLen。
7.如權(quán)利要求6所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述將收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度除以所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率，包括nCrowdedRate = (nInLen_nOutLen)/nSumLaneLenX 100%，其中，nCrowdedRate 為計(jì)算生成的收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率，nSumLaneLen為收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度。
8.如權(quán)利要求7所述的檢測(cè)方法，其特征在于，計(jì)算所述收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率時(shí)，還包括為每一廣場(chǎng)內(nèi)的車輛設(shè)置標(biāo)志位，當(dāng)所述標(biāo)志位自動(dòng)累加超出設(shè)定的閾值時(shí)，則認(rèn)定所述標(biāo)志位對(duì)應(yīng)的車輛為殘留誤差，此時(shí)，所述擁堵比率為nCrowdedRate = (nInLen-nOutLen_nCarLen0)/nSumLaneLenX 100 %，其中，nCarLen0 為所述標(biāo)志位對(duì)應(yīng)的車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述的檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)所述的擁堵比率，生成所述收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)結(jié)果，包括如果擁堵比率上升，則發(fā)出預(yù)警，指示增加開(kāi)放車道數(shù)量或免費(fèi)放行。
10.一種收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括 攝像機(jī)，用于獲取收費(fèi)站進(jìn)入端的高清圖像數(shù)據(jù)；收費(fèi)站地感線圈，包括收費(fèi)亭地感線圈及欄桿機(jī)地感線圈，用于獲取駛出車輛觸發(fā)所述每一地感線圈的次數(shù)及時(shí)間；主控裝置，用于根據(jù)所述高清圖像數(shù)據(jù)及地感線圈獲取的數(shù)據(jù)，生成檢測(cè)結(jié)果，其中， 所述主控裝置包括駛?cè)胄畔⑸蓡卧?，用于根?jù)車輛定位、車牌定位及所述高清圖像數(shù)據(jù)，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；駛出信息生成單元，用于根據(jù)所述收費(fèi)站地感線圈獲取的駛出車輛觸發(fā)所述每一地感線圈的次數(shù)及時(shí)間，生成所述駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；開(kāi)放車道總長(zhǎng)度生成單元，用于根據(jù)預(yù)存的收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)及每一車道對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度；廣場(chǎng)車輛總長(zhǎng)度生成單元，用于根據(jù)所述駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算生成收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度；擁堵比率生成單元，用于將所述收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度除以所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率；檢測(cè)結(jié)果生成單元，用于根據(jù)所述的擁堵比率，生成所述收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)結(jié)果。
11.如權(quán)利要求10所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像機(jī)裝有補(bǔ)光燈。
12.如權(quán)利要求10所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述駛?cè)胄畔⑸蓡卧?車輛定位模塊，用于進(jìn)行車輛定位，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)；車牌定位模塊，用于進(jìn)行車牌定位；車輛跟蹤鏈建立模塊，用于根據(jù)所述車輛定位及車牌定位，定位有效車，建立所述駛?cè)胲囕v的車輛跟蹤鏈；駛?cè)胲囕v平均速度計(jì)算模塊，用于在所述建立的駛?cè)胲囕v的車輛跟蹤鏈中，根據(jù)獲取的駛?cè)胲囕v的高清圖像數(shù)據(jù)中的幀間時(shí)間間隔，計(jì)算所述駛?cè)胲囕v的車輛平均速度；時(shí)間間隔生成模塊，用于在所述高清圖像中的收費(fèi)站廣場(chǎng)入口處設(shè)置一個(gè)虛擬線圈， 記錄所述駛?cè)胲囕v的車頭和車尾觸發(fā)所述虛擬線圈的時(shí)間間隔；車長(zhǎng)數(shù)據(jù)生成模塊，用于將所述車輛平均速度與所述時(shí)間間隔相乘，生成駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求10所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述駛出信息生成單元包括駛出車輛平均速度計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述收費(fèi)亭地感線圈以及欄桿機(jī)地感線圈的間距L，以及每一地感線圈被同一駛出車輛觸發(fā)的時(shí)間t1; t2，計(jì)算所述駛出車輛駛出收費(fèi)站的速度為ν' = LZ(Vt1)；駛出車輛長(zhǎng)度計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述駛出車輛經(jīng)過(guò)同一地感線圈，檢測(cè)到被觸發(fā)時(shí)的時(shí)間t3，以及駛過(guò)后的時(shí)間t4，計(jì)算所述駛出車輛的長(zhǎng)度為nOutLen = LX (t4_t3)/( 2 D ο
14.如權(quán)利要求10所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述開(kāi)放車道總長(zhǎng)度生成單元用于根據(jù)預(yù)存的收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)及每一車道對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，包括所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)為nLaneNums，所述每一開(kāi)放車道的長(zhǎng)度分別為IiLaneLen1, nLaneLen2，…nLaneLenn，則所述收費(fèi)站開(kāi)放車道總長(zhǎng)度為
15.如權(quán)利要求14所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述廣場(chǎng)車輛總長(zhǎng)度生成單元用于根據(jù)駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算生成收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度，包括駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)為nlnCarNums，駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)為r^nLen，其中，所述駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)nlnCarNums為根據(jù)高清圖像數(shù)據(jù)攝取的駛?cè)胲囕v的數(shù)量總和，所述駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)nlnLen為駛?cè)胲囕v的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)的總和；駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)為nOutCarNums，駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)為nOutLen，其中，所述駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)nOutCarNums為根據(jù)收費(fèi)車道地感線圈獲取的駛出車輛的數(shù)量總和，所述駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)nOutLen為駛出車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)的總和；所述收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度=nlnLen-nOutLen。
16.如權(quán)利要求15所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述擁堵比率生成單元用于將收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度除以所述收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率， 包括nCrowdedRate = (nlnLen-nOutLen)/nSumLaneLen X 100 %，其中，nCrowdedRate 為計(jì)算生成的收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率，nSumLaneLen為收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度。
17.如權(quán)利要求16所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，計(jì)算主控裝置還包括標(biāo)志位設(shè)置單元，用于為每一廣場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)置標(biāo)志位，當(dāng)所述標(biāo)志位自動(dòng)累加超出設(shè)定的閾值時(shí)，則認(rèn)定所述標(biāo)志位對(duì)應(yīng)的車輛為殘留誤差，此時(shí)，所述擁堵比率為nCrowdedRate = (nInLen-nOutLen_nCarLen0)/nSumLaneLenX 100 %，其中，nCarLen0 為所述標(biāo)志位對(duì)應(yīng)的車輛的車長(zhǎng)數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求10 17任一項(xiàng)所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果生成單元用于根據(jù)所述的擁堵比率，生成所述收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)結(jié)果，包括 如果擁堵比率上升，則發(fā)出預(yù)警，指示增加開(kāi)放車道數(shù)量或免費(fèi)放行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)系統(tǒng)及方法，包括獲取收費(fèi)站進(jìn)入端的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)車輛定位及車牌定位，生成駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；通過(guò)收費(fèi)車道地感線圈獲取駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)；根據(jù)預(yù)存的收費(fèi)站開(kāi)放車道的個(gè)數(shù)及每一車道對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度；根據(jù)駛?cè)胲囕v的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)、駛出車輛的數(shù)量數(shù)據(jù)及車長(zhǎng)數(shù)據(jù)，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度；將收費(fèi)站廣場(chǎng)中的車輛總長(zhǎng)度除以收費(fèi)站開(kāi)放車道的總長(zhǎng)度，生成收費(fèi)站廣場(chǎng)的擁堵比率；根據(jù)擁堵比率，生成收費(fèi)站車輛擁堵的檢測(cè)結(jié)果。通過(guò)本發(fā)明，可以快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)收費(fèi)站擁堵程度，提高了車輛通行效率及服務(wù)質(zhì)量，為車輛的快速通行提供有力支撐。
文檔編號(hào)G07B15/06GK102521891SQ201110401729
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者房顏明, 梁芳芳, 葛雷鳴 申請(qǐng)人:北京萬(wàn)集科技股份有限公司