專利名稱：一種車輛軌跡識別系統(tǒng)及車輛軌跡識別的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及智能交通控制領域，具體涉及一種適用于城市快速路的車輛行駛軌跡 識別系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及利用該系統(tǒng)進行車輛軌跡識別的方法。
背景技術：
基于視頻圖像處理的交通信息采集作為一種重要的檢測技術，已受到國內外的廣 泛重視。隨著社會經濟的發(fā)展和科學技術的進步，視頻檢測技術也取得了迅猛的發(fā)展。視 頻檢測產品在經歷了模擬、數字兩個重要發(fā)展階段之后，現在已經處于高清發(fā)展階段，目前 市場已經出現了高清視頻檢測產品。交通視頻檢測傳感器通過位于道路上方的視頻采集設 備得到交通場景圖像，利用計算機圖像處理、人工智能、模式識別等技術自動分析處理場景 圖像信息，從而獲取交通信息。由于它是一種非接觸式交通信息采集設備，可以在不影響車 輛運行情況下進行設備的安裝、調試與維護，而無需封閉路段。同時，視頻檢測傳感器可以 同時檢測多個車道并在廣域場景下進行交通監(jiān)控，具有成本低、信息全面直觀、易于維護和 安裝等特點，因此在智能交通系統(tǒng)中普遍得到利用。中國專利CN1983346A公開了一種集中模式的全視頻車輛信息采集系統(tǒng)，本系統(tǒng) 用于超速布控系統(tǒng)，檢測區(qū)間車速、獲得車輛旅行時間，對超速車輛進行報警、記錄處理當 車輛經過卡檢測點1時，該處系統(tǒng)識別出車牌號碼并記錄車輛經過該處的時間，該處對應 的室內嵌入式板卡通過PCI總線將這些數據傳給工控機，然后通過網絡傳給交通信息處理 中心；當車輛抵達檢測點2時，該處車牌識別設備識別車牌號碼并記錄車輛通過的時間，此 處對應的室內嵌入式板卡通過PCI總線將這些數據傳給工控機，然后通過網絡傳給交通信 息處理中心，處理中心將兩處車牌號碼進行比對，獲得該車通過檢測點1，2路段的旅行時 間，在檢測點1、2距離已知的情況下，可得到車輛通過在檢測點1、2路段的區(qū)間速度。但該 專利所述的信息采集系統(tǒng)每一次的數據分析對比均是將數據傳送至控制中心完成的，使得 數據中心必須同時處理多項任務，勢必影響了處理速率，同時控制中心還承擔著數據存儲 的任務，這樣大大加重了數據中心數據處理的負擔，同時也會導致整個系統(tǒng)的數據處理及 識別過程會受到影響。中國專利CN1725208A公開了一種用于城市快速道路的交通信息處理系統(tǒng)，該系 統(tǒng)采用在各個快速道路的斷面處多點采集圖像數據進行統(tǒng)一分析，每個數據采集單元都連 有對應的光端機進行數據傳輸，大大提高了處理速度，可以實現數據的關聯性分析和集中 控制管理，可實現快速路交通的實時監(jiān)測，能夠適應當前日益發(fā)展的快速路交通體系。該系 統(tǒng)中，所述的信號采集器按固定時段記錄基本的交通信息，在每個固定時段內，主控計算機 發(fā)布輪詢指令，通過光端機讀取這些信息，并將得到的信息傳遞至所述的信息處理系統(tǒng)。首 先，所述的異常數據處理器利用交通基礎信息之間的邏輯關系，判斷和去除可疑的數據組 合，然后由臨時交通數據庫和歷史交通數據庫分別存放每個時間段內的處理后的實時數據 和所有時間段內的處理后的實時數據，將當前時間段的實時數據傳至所述的交通狀態(tài)判斷 器，并由所述的交通狀態(tài)判斷器利用實測得到的每個固定時間的基礎交通數據，得到各個
4路段的交通狀態(tài)，同時所述的行程時間處理器利用路線上(連續(xù)空間中)某一瞬時時刻每 一檢測斷面的時間段內的車輛平均速度計算檢測斷面之間的行程時間，通過回歸得出瞬時 行程時間，并進行外延處理，得到真實行程時間，所述的交通狀態(tài)判斷器和所述的行程時間 處理器得到的處理后的數據傳遞至的述的交通決策支持數據庫，由所述的交通決策支持數 據庫提供交通信息的決策分析，并最終由所述的GIS終端進行瀏覽和查詢基礎交通數據以 及處理后得到的交通指標。通過GIS終端這樣一個地圖可視化的界面，管理人員可以方便 的獲取交通數據。該專利所述的信息處理系統(tǒng)，同時設有臨時交通數據庫和歷史交通數據庫分別用 于存放每個時間段內的處理后的實時數據和所有時間段內的處理后的實時數據，臨時交通 數據庫可以用于短時間內交通信息的記錄分析，便于車輛的跟蹤分析，有助于提高系統(tǒng)的 時效性。但是該系統(tǒng)也存在以下缺點1、采集到的異常數據會先經過歷史交通數據庫進 行對比分析，因此歷史交通數據庫同時承擔數據存儲和數據分析對比的任務，同一時間會 有多項任務在此進行，會影響數據處理的速率；2、臨時交通數據庫的設置雖然可以減輕歷 史交通數據庫的工作負擔，但究其原理依然是將每次采集到的數據傳送至臨時交通數據庫 內與之前存儲的數據進行對比分析，此過程中，臨時交通數據庫需要完成數據識別、數據對 比以及數據存儲的任務，工作程序比較復雜，而且臨時交通數據庫中存儲的數據較多，并且 會出現存儲信息重復的問題，影響分析時效性；3、臨時交通數據庫內存儲的數據通過交通 狀態(tài)判斷器判斷該路段的交通狀況，交通狀態(tài)判斷器需要預先輸入大量的信息以便進行對 比，而且會存在因預輸入的信息不完全而導致對交通狀況判斷失誤的情況；4、外場主控計 算機分別與多個光端機相連接對各個采集器采集到的信號進行識別和處理，導致同一時間 該外場主控計算機的工作量非常大，影響數據分析的時效性；5、各個光端機通過光纜以環(huán) 形拓撲結構相連構成環(huán)形網，主控計算機再與光端機相連接，此種結構一旦某一道路斷面 處的光纜出現問題，則會導致所有光端機采集分析的數據無法傳入主控計算機進行分析對 比，整個道路分析系統(tǒng)也會呈現斷路狀態(tài)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性隱患較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是現有技術中數據庫同時承擔著數據分析對 比與數據存儲任務而導致的系統(tǒng)工作量較大、影響系統(tǒng)分析的時效性；本發(fā)明要解決的第二個技術問題是現有技術中數據庫內的信息存儲重復導致信 息量過大，而影響分析時效性；本發(fā)明要解決的第三個技術問題是每一次采集到的數據均是與預輸入數據或是 之前存儲的歷史數據對比而影響數據分析的時效性。為實現上述目的，本發(fā)明所述的一種車輛軌跡識別系統(tǒng)，其特征在于，包括車輛圖像采集單元設置在交通流向路段的斷面，用于采集車輛圖像信息，并將采 集到的圖像信息傳輸至車輛圖像處理單元；車輛圖像處理單元與所述車輛圖像采集單元相連接，用于接收所述車輛圖像采 集單元采集到的車輛圖像信息，識別出車牌圖像并形成車牌文本數據輸出至車輛軌跡識別 單元；車輛軌跡識別單元與所述車輛圖像處理單元相連接，用于識別所述車牌文本數據中的車牌信息，并將接收到的所述車牌信息轉存至車牌內存數據庫單元；根據車牌內存 數據庫單元比對結果生成相鄰斷面車輛軌跡數據；車牌內存數據庫單元與所述車輛軌跡識別單元連接，用于臨時存儲所述車牌信 息，將接收到的車牌信息與保存的上游斷面的所述車牌信息進行比，并將對比結果傳回至 所述車輛軌跡識別單元；車輛軌跡存儲單元與所述車輛軌跡識別單元連接，用于接收并臨時存儲所述車 輛軌跡識別單元產生的相鄰斷面車輛軌跡數據，并根據相鄰斷面車輛軌跡數據行成車輛行 駛軌跡；車輛軌跡數據庫單元與所述車輛軌跡存儲單元相連接，用于車輛行駛軌跡信息 的最終存儲。所述車牌內存數據庫單元包括數據存儲模塊用于臨時存儲接收到的車牌信息；數據對比模塊用于將接收到的車牌信息與上游斷面存儲的車牌信息進行對比；數據刪除模塊用于刪除經過對比的上游斷面的車牌信息。所述車輛軌跡識別單元包括文字識別模塊用于識別出所述車牌文本數據中的車牌文字信息；軌跡生成模塊用于根據車牌內存數據庫單元傳回的比對結果生成相鄰斷面車輛 軌跡數據。所述車輛軌跡存儲單元包括軌跡存儲模塊用于臨時存儲所述車輛軌跡識別單元產生的相鄰斷面車輛軌跡數 據；軌跡形成模塊用于根據相鄰斷面車輛軌跡數據行成車輛行駛軌跡；軌跡轉存模塊用于將軌跡形成模塊形成的車輛行駛軌跡轉存至車輛軌跡數據庫 單元；軌跡刪除模塊用于刪除已經存入車輛軌跡數據庫單元的相鄰斷面車輛軌跡數據 和車輛行駛軌跡。所述車輛圖像處理單元包括圖像識別模塊用于識別車輛圖像采集單元采集的車輛圖像中的車牌圖像；文字轉換模塊用于將識別到的車牌圖像轉換為車牌文本數據格式。所述車輛圖像采集單元所使用裝置為高清攝像機。本發(fā)明還提供一種車輛軌跡識別的方法，其特征在于，包括下述步驟在交通流向路段斷面設置車輛圖像采集單元，用于采集行駛車輛的車牌圖像；所述車牌圖像經車輛圖像處理單元處理形成車牌文本數據輸出到所述車輛軌跡 識別單元；所述車牌文本數據經過車輛軌跡識別單元識別出車牌信息，識別出的車牌信息同 時轉存至所述車牌內存數據庫單元，與車牌內存數據庫單元中所保存的上游斷面的所述車 牌信息進行對比，對比的結果傳回至所述車輛軌跡識別單元，記錄通過兩個斷面重復的車 牌號碼，從而判斷相鄰斷面處的車輛軌跡數據；將生成的車輛軌跡數據臨時保存至所述車輛軌跡存儲單元；
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直至判斷該車輛駛出快速路后，車輛的行駛軌跡轉存至車輛軌跡數據庫單元，完 成最終存儲。所述車牌內存數據庫單元將接收到車牌信息存儲；并將該車牌信息與上游斷面處 存儲的車牌信息進行對比；若對比到相同的車牌信息，則刪除上游斷面處存儲的車牌信息。所述車牌文本數據傳輸至所述車輛軌跡識別單元后，通過所述文字識別模塊識別 出所述車牌文本數據中的車牌文字信息；并將識別出的車牌文字信息傳輸至所述車牌內存 數據庫單元比對；并根據車牌內存數據庫單元傳回的比對結果通過軌跡生成模塊生成相鄰 斷面車輛軌跡數據。所述車輛軌跡存儲單元將由所述車輛軌跡識別單元生成的相鄰斷面的車輛行駛 軌跡存儲；并根據相鄰斷面的車輛軌跡數據行成車輛行駛軌跡；當判斷車輛駛出快速路 后，所述車輛行駛軌跡轉存模塊將形成的車輛行駛軌跡轉存至車輛軌跡數據庫單元；并同 時刪除已經存入所述車輛軌跡數據庫單元的相鄰斷面車輛軌跡數據和車輛行駛軌跡。采集到的車輛圖像傳輸至所述車輛圖像處理單元后，所述圖像識別模塊識別出車 輛圖像中的車牌圖像，所述文字轉換模塊將識別到的車牌圖像轉換為車牌文本數據格式。在高速路每兩個相鄰的匝道之間設置至少一個車輛圖像采集單元。當車輛駛入快速路通過第一個斷面時，設置于該斷面處的車輛圖像采集單眼如高 清攝像機，捕捉采集到該車輛的車輛圖像，并將信息通過光纖傳輸到與高清攝像機相連接 的車輛圖像處理單元中分析整合處理，并形成文本形式，同時通過光纖輸出傳送至車輛軌 跡識別單元進行車牌識別記憶。然后車輛軌跡識別單元將此車牌文本數據轉存至車牌內存 數據庫單元，由存儲模塊臨時存儲車牌信息。當此車輛繼續(xù)行駛至下一斷面處時，該斷面 處的高清攝像機同樣拍下其車輛圖像，所述車輛圖片經處理形成車牌文本數據輸出到車輛 軌跡識別單元，車輛軌跡識別單元將接收到的所述車牌文本數據轉存至車牌內存數據庫單 元，同時車牌內存數據庫單元中的對比模塊運行，與所保存的上游斷面的所述車牌數據進 行比對。此時基于車輛軌跡識別算法根據斷面位置關系將通過當前斷面的實時車牌數據與 內存數據庫中所保存該斷面上游斷面的車牌數據進行實時比對并記錄通過兩個斷面重復 的車牌號碼，如果實時比對結果顯示一輛機動車的車牌按照時間先后順序出現在車牌內存 數據庫單元兩次，則可以確定該機動車的行車路線為從上一檢測斷面行駛至當前的檢測斷 面，進而生成車輛軌跡數據并將其保存至車輛軌跡存儲單元；同時車牌內存數據庫單元中 的刪除模塊將刪除上游路段的車牌文本數據，并進行下一次的采集對比，直至該車輛駛出 快速路；如果實時比對結果顯示一輛機動車的車牌出現在上一檢測斷面后未能出現在下一 檢測斷面，則可以確定該機動車的行車路線為從上一檢測斷面行駛過后通過匝道出口駛離 快速路，此時其之前生成的行駛軌跡會自動保存至車輛軌跡數據庫單元，完成最終的存儲。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、車輛軌跡識別單元用于識別接收到的文本數據的車牌信息，車牌內存數據庫單 元與車輛軌跡數據庫單元分別用于車牌數據的臨時存儲與識別軌跡結果的臨時存儲，車輛 軌跡數據庫單元用于對車輛軌跡的最終存儲，使得對采集到的車牌信息的識別、存儲、以及 對車輛軌跡的臨時存儲與最終存儲的分別運行，各單元在系統(tǒng)運行中的任務分配明確，保 證了系統(tǒng)運行的時效性；2、車牌內存數據庫單元采用動態(tài)存儲形式，只用于臨時存儲各斷面采集到的數
7據，當在下一斷面檢測到相同的車牌信息后，系統(tǒng)會自動刪除之前存儲的信息，同時生成車 輛軌跡存儲于車輛軌跡存儲單元中，這樣可以確保車牌內存數據庫單元中留存的信息量盡 量少，因而其存儲的數據具有極強的針對性，以便于對目標車輛的跟蹤采集，同時確保了車 牌內存數據庫單元的系統(tǒng)內存足夠大，保證了系統(tǒng)運行的高效性，可有效實現數據的實時 分析與存儲；3、系統(tǒng)對于車輛的對比與分析只與上一斷面采集到的車輛的信息有關，而且車牌 信息也只與在上一斷面處存儲的車牌信息相對比，因而整個系統(tǒng)無需預先輸入大量信息用 于對比分析，同時車輛軌跡數據庫單元內存儲的軌跡信息還可以用來分析其他的交通數據 狀況，使得整個系統(tǒng)的可應用范圍十分廣泛；4、圖像采集裝置與圖像處理單元單一對應設置，保證各斷面除了采集到的圖像能 夠被實時處理，保證了時效性，同時各圖像處理單元分別連接至車輛軌跡識別單元，形成了 “并聯”模式，確保在某一斷面的線路故障時其他斷面處依然可以有效工作，保證了數據傳 輸及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。本發(fā)明所述的車輛軌跡識別系統(tǒng)得益于高清攝像機的發(fā)展、計算機處理能力的提 高以及網絡通信帶寬的發(fā)展，利用一臺高清攝像機可以完成車輛智能監(jiān)控檢測、交通參數 檢測、交通事件檢測和交通違章檢測，將原來需要多套不同系統(tǒng)分別完成的功能集于一身， 涵蓋車牌識別、交通參數檢測、交通事件檢測、交通違章檢測和系統(tǒng)自診斷等多種功能，降 低了系統(tǒng)成本；采用高清CCD攝像機，實現了大視野范圍內的交通檢測；并且具有完善的系 統(tǒng)運行狀況監(jiān)控與故障自動檢測報警功能，維護方便。根據基于高清視頻的快速路車輛軌 跡識別系統(tǒng)得到的相關數據，為采用現代化的技術手段控制和管理城市交通、及時疏導交 通流、避免道路交通擁堵和減少交通事故打下堅實的基礎，能夠提高執(zhí)法效率、威懾違法行 為、規(guī)范交通秩序、保障交通安全、凈化交通環(huán)境。


圖1為本發(fā)明的車輛軌跡識別系統(tǒng)的結構圖；圖2為本發(fā)明的車輛軌跡識別系統(tǒng)的具體結構圖；圖3為本發(fā)明的車輛軌跡識別方法的流程圖。
具體實施例方式以下將結合附圖，使用以下實施例對本發(fā)明進行進一步闡述。如圖1、圖2所示，本發(fā)明的車輛軌跡識別系統(tǒng)包括車輛圖像采集單元、車輛圖像 處理單元、車輛軌跡識別單元、車牌內存數據庫單元、車輛軌跡存儲單元以及車輛軌跡數據 庫單元。所述車輛圖像采集單元設置在交通流向路段的斷面，用于采集車輛圖像信息，并 將采集到的圖像信息傳輸至車輛圖像處理單元，所述車輛圖像采集單元可以選用高清攝像 機。所述車輛圖像處理單元與所述車輛圖像采集單元相連接，并通過光纜實現數據交 換。所述車輛圖像處理單元包括圖像識別模塊和文字轉換模塊；所述圖像識別模塊用于識 別車輛圖像采集單元采集的車輛圖像中的車牌圖像；所述文字轉換模塊用于將識別到的車 牌圖像轉換為車牌文本數據格式輸出。所述車輛圖像處理單元與所述車輛圖像采集單元分別單一對應連接，車輛軌跡判別單元分別與多個所述車輛圖像處理單元相連接，形成一種 “并聯”結構。所述圖像采集處理單元還設有數據插接口(包括USB和MiniIDE接口)用于 與數據存儲盤連接，完成智能決策單元的系統(tǒng)安裝備份和基礎數據存儲功能。所述車輛軌跡識別單元與所述車輛圖像處理單元相連接，包括文字識別模塊與軌 跡生成模塊。所述文字識別模塊用于識別出所述車牌文本數據中的車牌文字信息，并將接 收到的所述車牌信息轉存至車牌內存數據庫單元；所述軌跡生成模塊用于根據車牌內存數 據庫單元傳回的比對結果生成相鄰斷面車輛軌跡數據。所述車牌內存數據庫單元與所述車輛軌跡識別單元連接，并通過光纜實現數據交 換。所述車牌內存數據庫單元包括數據存儲模塊、數據對比模塊以及數據刪除模塊。所述 數據存儲模塊用于臨時存儲接收到的車牌信息；所述數據對比模塊用于將接收到的車牌信 息與上游斷面存儲的車牌信息進行對比，并將對比結果傳回至所述車輛軌跡識別單元；所 述數據刪除模塊用于刪除經過對比的上游斷面的車牌信息。所述車輛軌跡存儲單元與所述車輛軌跡識別單元連接，包括軌跡存儲模塊、軌跡 形成模塊、軌跡轉存模塊以及軌跡刪除模塊。所述軌跡存儲模塊用于臨時存儲所述車輛軌 跡識別單元產生的相鄰斷面車輛軌跡數據；所述軌跡形成模塊用于根據相鄰斷面車輛軌跡 數據行成車輛行駛軌跡；所述軌跡轉存模塊用于將軌跡形成模塊形成的車輛行駛軌跡轉存 至車輛軌跡數據庫單元；所述軌跡刪除模塊用于刪除已經存入車輛軌跡數據庫單元的相鄰 斷面車輛軌跡數據和車輛行駛軌跡。所述車輛軌跡數據庫單元與所述車輛軌跡存儲單元相連接，用于車輛行駛軌跡信 息的最終存儲。其中車輛圖像采集裝置采用500萬象素高清數碼攝像機和鏡頭，2/3型ITCCD，有 效像素數2456 (H) χ 2058 (V)，像素尺寸3. 45x 3. 45 μ m,采用逐行掃描方式，幀頻為15fps， C鏡頭座，電子快門1/15 1/10，000(秒)，具有外部觸發(fā)功能，數字8/10/12bit GigE Vision，1個光纖接口用于與數據處理單元的連接。本單元具有的功能包括實時采集通過快 速路斷面的車輛高清視頻數據。所述車輛圖像處理單元采用AMD LX700433MHz CPU的工業(yè)計算機主板，具有1個 千兆網口，1個光纖接口，4個USB和MiniIDE接口，可掛載DOM電子硬盤和CF卡來存儲系 統(tǒng)及數據。千兆網口用以與車輛軌跡識別單元的連接，光纖接口用以與數據采集單元的連接。所述車輛軌跡識別單元由服務器和服務器機箱組成。服務器采用雙CPU，CPU主頻 大于3. 6GHz ；緩存大于2M，支持EM64T支持RAID ；DDR2內存，內存大于8G ；硬盤不少于兩 塊，每塊硬盤容量大于1TB，熱插拔冗余電源；支持Linux Windows等多種操作系統(tǒng)，持遠程 管理。服務器機箱采用全冗余的雙背板設計，網絡、SAN交換機、管理模塊、電源、風扇均為冗 余配置，電源、風扇均支持熱插拔且內置于機箱內，提供服務器、處理器、內存、電源、風扇、 交換模塊、管理模塊、硬盤及各類擴展卡的光通路診斷，具有硬盤、處理器、風扇及內存等多 部件的故障預測性分析能力；配置6端口對外銅纜以太網千兆交換模塊，用于連接數據處 理單元、車牌內存數據庫單元和車輛軌跡存儲單元。所述車牌內存數據庫單元由服務器和服務器機箱組成。服務器采用雙CPU，CPU主 頻大于3. 6GHz ；緩存大于2M，支持EM64T支持RAID ；DDR2內存，內存大于16G ；硬盤不少于
9兩塊，每塊硬盤容量大于1TB，熱插拔冗余電源；支持Linux Windows等多種操作系統(tǒng)，持遠 程管理。服務器機箱采用全冗余的雙背板設計，網絡、SAN交換機、管理模塊、電源、風扇均 為冗余配置，電源、風扇均支持熱插拔且內置于機箱內，提供服務器、處理器、內存、電源、風 扇、交換模塊、管理模塊、硬盤及各類擴展卡的光通路診斷，具有硬盤、處理器、風扇及內存 等多部件的故障預測性分析能力；配置2端口對外銅纜以太網千兆交換模塊，用于連接車 輛軌跡識別單元。其數據拷貝存儲于內存之中。所述車輛軌跡存儲單元由服務器和服務器機箱組成。服務器采用雙CPU，CPU主頻 大于3. 6GHz ；緩存大于2M，支持EM64T支持RAID ；DDR2內存，內存大于8G ；硬盤不少于兩 塊，每塊硬盤容量大于1TB，熱插拔冗余電源；支持Linux Windows等多種操作系統(tǒng)，持遠程 管理。服務器機箱采用全冗余的雙背板設計，網絡、SAN交換機、管理模塊、電源、風扇均為冗 余配置，電源、風扇均支持熱插拔且內置于機箱內，提供服務器、處理器、內存、電源、風扇、 交換模塊、管理模塊、硬盤及各類擴展卡的光通路診斷，具有硬盤、處理器、風扇及內存等多 部件的故障預測性分析能力；配置2端口對外銅纜以太網千兆交換模塊，用于連接車輛軌 跡識別單元；配置2端口光纖通道交換模塊連接存儲(含短波SFP及跳線)，用于連接車輛 軌跡數據庫單元。所述車輛軌跡數據庫單元由磁盤陣列存儲器組成。磁盤陣列存儲器至少具有3TB 有效容量，單盤容量為300GB，轉速為lOK/rpm，支持邏輯卷劃分，支持在線擴充或更換硬 盤；采用雙RAID控制器，支持RAID 0+1, RAID 0，1，3，5 ;512MB高速緩存，可擴充至2GB ；主 機具有4個光纖通道(FC)交換和FC仲裁環(huán)路(FC-AL)，用于連接車輛軌跡存儲單元。如圖3所述，本發(fā)明所述的車輛軌跡識別方法為在交通流向路段斷面設置車輛圖像采集裝置，每兩個相鄰的匝道之間設置至少一 個車輛圖像采集裝置，所述車輛圖像采集單元用于采集車輛圖像信息。采集到的車輛圖像傳輸至所述車輛圖像處理單元后，所述圖像識別模塊識別出車 輛圖像中的車牌圖像，所述文字轉換模塊將識別到的車牌圖像轉換為車牌文本數據格式輸
出ο所述車牌文本數據傳輸至所述車輛軌跡識別單元后，通過所述文字識別模塊識別 出所述車牌文本數據中的車牌文字信息，同時將車牌文字信息轉存至所述車牌內存數據庫 單元，所述車牌內存數據庫單元將接收到車牌信息存儲；與車牌內存數據庫單元中所保存 的上游斷面的所述車牌信息進行對比，對比的結果傳回至所述車輛軌跡識別單元，并根據 車牌內存數據庫單元傳回的比對結果記錄通過兩個斷面重復的車牌號碼，通過軌跡生成模 塊生成相鄰斷面車輛軌跡數據；若對比到相同的車牌信息，則刪除上游斷面處存儲的車牌 fn息ο將生成的車輛軌跡數據臨時保存至所述車輛軌跡存儲單元；所述車輛軌跡存儲單 元將由所述車輛軌跡識別單元生成的相鄰斷面的車輛行駛軌跡存儲；并根據相鄰斷面的車 輛軌跡數據行成車輛行駛軌跡；當判斷車輛駛出快速路后，所述車輛行駛軌跡轉存模塊將 形成的車輛行駛軌跡轉存至車輛軌跡數據庫單元；并同時刪除已經存入所述車輛軌跡數據 庫單元的相鄰斷面車輛軌跡數據和車輛行駛軌跡直至判斷該車輛駛出快速路后，車輛的行駛軌跡轉存至車輛軌跡數據庫單元，完 成最終存儲。
當車輛駛入快速路通過第一個斷面時，設置于該斷面處的車輛圖像采集單元如高 清攝像機，捕捉采集到該車輛的車輛圖像，并將信息通過光纖傳輸到與高清攝像機相連接 的車輛圖像處理單元中分析整合處理，并形成文本形式，同時通過光纖輸出傳送至車輛軌 跡識別單元進行車牌識別記憶。然后車輛軌跡識別單元將此車牌文本數據轉存至車牌內存 數據庫單元，由存儲模塊臨時存儲車牌信息。當此車輛繼續(xù)行駛至下一斷面處時，該斷面 處的高清攝像機同樣拍下其車牌信息，所述車輛圖像經處理形成車牌文本數據輸出到車輛 軌跡識別單元，車輛軌跡識別單元將接收到的所述車牌文本數據轉存至車牌內存數據庫單 元，同時車牌內存數據庫單元中的對比模塊運行，與所保存的上游斷面的所述車牌數據進 行比對。此時基于車輛軌跡識別算法根據斷面位置關系將通過當前斷面的實時車牌數據與 內存數據庫中所保存該斷面上游斷面的車牌數據進行實時比對并記錄通過兩個斷面重復 的車牌號碼，如果實時比對結果顯示一輛機動車的車牌按照時間先后順序出現在車牌內存 數據庫單元兩次，則可以確定該機動車的行車路線為從上一檢測斷面行駛至當前的檢測斷 面，進而生成車輛軌跡數據并將其保存至車輛軌跡存儲單元；同時車牌內存數據庫單元中 的刪除模塊將刪除上游路段的車牌文本數據，并進行下一次的采集對比，直至該車輛駛出 快速路；如果實時比對結果顯示一輛機動車的車牌出現在上一檢測斷面后未能出現在下一 檢測斷面，則可以確定該機動車的行車路線為從上一檢測斷面行駛過后通過匝道出口駛離 快速路，此時其之前生成的行駛軌跡會自動保存至車輛軌跡數據庫單元，完成最終的存儲。由于本發(fā)明所述的車牌內存數據庫的最大特點是其“主拷貝”或“工作版本”常 駐內存，即存儲與調取的行為只與實時內存數據庫的內存拷貝打交道，所以數據處理速度 比傳統(tǒng)數據庫的數據處理速度要快很多，能夠滿足車輛軌跡算法對于計算速度的要求。同 時本發(fā)明所述的車輛軌跡識別系統(tǒng)是各個功能單元的有機組合，同時包括相應的計算機軟 件，運行時只需把安置在快速路不同斷面的各類設備物理上能提供的輸入輸出連接妥當， 系統(tǒng)各個功能單元完成各自功能，那么就可以實現車輛軌跡的識別與存儲。本發(fā)明所述的車輛軌跡識別系統(tǒng)中的車輛軌跡識別單元將確定后的車輛軌跡實 時數據發(fā)送至車輛軌跡存儲單元，車輛軌跡存儲單元負責完成車輛軌跡數據最終保存至車 輛軌跡數據庫的管理工作，車輛軌跡最終保存到車輛軌跡數據庫單元后方便進一步進行車 輛智能監(jiān)控檢測、交通參數檢測、交通事件檢測和交通違章檢測的相關分析，從而提高執(zhí)法 效率、威懾違法行為、規(guī)范交通秩序、保障交通安全、凈化交通環(huán)境。雖然本發(fā)明已經通過具體實施方式
對其進行了詳細闡述，但是，本專業(yè)普通技術 人員應該明白，在此基礎上所做出的未超出權利要求保護范圍的任何形式和細節(jié)的變化， 均屬于本發(fā)明所要保護的范圍。
權利要求
一種車輛軌跡識別系統(tǒng)，其特征在于，包括車輛圖像采集單元設置在交通流向路段的斷面，用于采集車輛圖像信息，并將采集到的圖像信息傳輸至車輛圖像處理單元；車輛圖像處理單元與所述車輛圖像采集單元相連接，用于接收所述車輛圖像采集單元采集到的車輛圖像信息，識別出車牌圖像并形成車牌文本數據輸出至車輛軌跡識別單元；車輛軌跡識別單元與所述車輛圖像處理單元相連接，用于識別所述車牌文本數據中的車牌信息，并將接收到的所述車牌信息轉存至車牌內存數據庫單元；根據車牌內存數據庫單元比對結果生成相鄰斷面車輛軌跡數據；車牌內存數據庫單元與所述車輛軌跡識別單元連接，用于臨時存儲所述車牌信息，將接收到的車牌信息與保存的上游斷面的所述車牌信息進行比，并將對比結果傳回至所述車輛軌跡識別單元；車輛軌跡存儲單元與所述車輛軌跡識別單元連接，用于接收并臨時存儲所述車輛軌跡識別單元產生的相鄰斷面車輛軌跡數據，并根據相鄰斷面車輛軌跡數據行成車輛行駛軌跡；車輛軌跡數據庫單元與所述車輛軌跡存儲單元相連接，用于車輛行駛軌跡信息的最終存儲。
2.根據權利要求1所述的車輛軌跡識別系統(tǒng)，其特征在于，所述車牌內存數據庫單元 包括數據存儲模塊用于臨時存儲接收到的車牌信息；數據對比模塊用于將接收到的車牌信息與上游斷面存儲的車牌信息進行對比； 數據刪除模塊用于刪除經過對比的上游斷面的車牌信息。
3.根據權利要求1或2所述的車輛軌跡識別系統(tǒng)，其特征在于 所述車輛軌跡識別單元包括文字識別模塊用于識別出所述車牌文本數據中的車牌文字信息； 軌跡生成模塊用于根據車牌內存數據庫單元傳回的比對結果生成相鄰斷面車輛軌跡 數據。
4.根據權利要求1或2所述的車輛軌跡識別系統(tǒng)，其特征在于 所述車輛軌跡存儲單元包括軌跡存儲模塊用于臨時存儲所述車輛軌跡識別單元產生的相鄰斷面車輛軌跡數據；軌跡形成模塊用于根據相鄰斷面車輛軌跡數據行成車輛行駛軌跡；軌跡轉存模塊用于將軌跡形成模塊形成的車輛行駛軌跡轉存至車輛軌跡數據庫單元；軌跡刪除模塊用于刪除已經存入車輛軌跡數據庫單元的相鄰斷面車輛軌跡數據和車 輛行駛軌跡。
5.根據權利要求1或2所述的車輛軌跡識別系統(tǒng)，其特征在于 所述車輛圖像處理單元包括圖像識別模塊用于識別車輛圖像采集單元采集的車輛圖像中的車牌圖像； 文字轉換模塊用于將識別到的車牌圖像轉換為車牌文本數據格式。
6.根據權利要求1或2所述的車輛軌跡識別系統(tǒng)，其特征在于所述車輛圖像采集單元所使用裝置為高清攝像機。
7.根據權利要求1所述的車輛軌跡識別系統(tǒng)的車輛軌跡識別的方法，其特征在于，包 括下述步驟在交通流向路段斷面設置車輛圖像采集單元，用于采集行駛車輛的車牌圖像；所述車牌圖像經車輛圖像處理單元處理形成車牌文本數據輸出到所述車輛軌跡識別 單元；所述車牌文本數據經過車輛軌跡識別單元識別出車牌信息，識別出的車牌信息同時轉 存至所述車牌內存數據庫單元，與車牌內存數據庫單元中所保存的上游斷面的所述車牌信 息進行對比，對比的結果傳回至所述車輛軌跡識別單元，記錄通過兩個斷面重復的車牌號 碼，從而判斷相鄰斷面處的車輛軌跡數據；將生成的車輛軌跡數據臨時保存至所述車輛軌跡存儲單元；直至判斷該車輛駛出快速路后，車輛的行駛軌跡轉存至車輛軌跡數據庫單元，完成最 終存儲。
8.根據權利要求7所述車輛軌跡識別方法，其特征在于所述車牌內存數據庫單元將接收到車牌信息存儲；并將該車牌信息與上游斷面處存儲 的車牌信息進行對比；若對比到相同的車牌信息，則刪除上游斷面處存儲的車牌信息。
9.根據權利要求7或8所述車輛軌跡識別方法，其特征在于所述車牌文本數據傳輸至所述車輛軌跡識別單元后，通過所述文字識別模塊識別出所 述車牌文本數據中的車牌文字信息；并將識別出的車牌文字信息傳輸至所述車牌內存數據 庫單元比對；并根據車牌內存數據庫單元傳回的比對結果通過軌跡生成模塊生成相鄰斷面 車輛軌跡數據。
10.根據權利要求7或8所述車輛軌跡識別方法，其特征在于所述車輛軌跡存儲單元將由所述車輛軌跡識別單元生成的相鄰斷面的車輛行駛軌跡 存儲；并根據相鄰斷面的車輛軌跡數據行成車輛行駛軌跡；當判斷車輛駛出快速路后，所 述車輛行駛軌跡轉存模塊將形成的車輛行駛軌跡轉存至車輛軌跡數據庫單元；并同時刪除 已經存入所述車輛軌跡數據庫單元的相鄰斷面車輛軌跡數據和車輛行駛軌跡。
11.根據權利要求7或8所述車輛軌跡識別方法，其特征在于采集到的車輛圖像傳輸至所述車輛圖像處理單元后，所述圖像識別模塊識別出車輛圖 像中的車牌圖像，所述文字轉換模塊將識別到的車牌圖像轉換為車牌文本數據格式。
12.根據權利要求7或8所述車輛軌跡識別方法，其特征在于在高速路每兩個相鄰的匝道之間設置至少一個車輛圖像采集單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及智能交通控制領域，具體涉及適用于城市快速路的基于高清視頻圖像識別車輛行駛軌跡的系統(tǒng)。本發(fā)明的車輛軌跡識別系統(tǒng)包括車輛圖像采集單元、車輛圖像處理單元、車輛軌跡識別單元、車牌內存數據庫單元、車輛軌跡存儲單元以及車輛軌跡數據庫單元。本發(fā)明所述系統(tǒng)各單元運行任務分配明確，保證了系統(tǒng)運行的時效性；并且具有完善的系統(tǒng)運行狀況監(jiān)控與故障自動檢測報警功能，維護方便，系統(tǒng)的運算速率極高，可充分滿足快速路上的車輛軌跡識別需求。
文檔編號G08G1/017GK101958046SQ201010291799
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權日2010年9月26日
發(fā)明者尹勝超, 李力, 李志恒, 蘇岳龍, 隋亞剛 申請人:隋亞剛;李志恒;尹勝超;蘇岳龍