一種多車道自由流車輛圖像抓拍的方法技術

本發明專利技術公開了一種多車道自由流車輛圖像抓拍的方法，該方法的硬件包括：一組激光檢測器、一組高清攝像機和抓拍控制器。每個攝像機劃分為3個抓拍子視場，利用抓拍控制器來統一協調控制不同攝像機的抓拍，利用激光檢測器檢測到車輛進入，進行計算，給出車輛中心對應的子視場，即檢測車輛位置中點距離哪個子視場中點更近，則選擇哪個子視場抓拍。本發明專利技術能夠解決在多車道自由流狀態下的多輛車并發、變線行駛、跨線行駛、高速行駛、擁堵狀態下的前后車遮擋等技術難題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及智能交通系統(Intelligent Transport System,簡稱:ITS)領域,具體地說，涉及多車道自由流電子收費系統中車輛圖像抓拍的方法。
技術介紹
目前，最先進的道路收費技術是多車道自由流電子不停車收費技術，其是指在位于多車道的路段收費站點內不設置任何影響車輛通行的車道隔離設施，讓車輛按照正常的行駛車速(O 180km/h)隨意通過收費站點，車輛通過收費站點時收費交易全自動完成，司機感覺不到收費過程的發生。這種收費技術可以應用于城市擁堵收費、限流收費和高速公路收費等項目，是道路電子收費技術的發展方向。對于多車道自由流電子收費系統，通過的車輛可以分成兩類:合法車輛和非法車輛。所謂合法車輛，是指通過收費點時，自動完成交易，在后臺賬戶可以自動扣費的車輛；與之相對，非法車輛，是指通過收費點時，未能自動完成交易，需要抓拍車輛特征信息，通過人工追繳，完成扣費。對于合法車輛，自動交易可以多種技術實現，基于DSRC的ETC技術、基于RFID技術、基于GPS定位技術等，均可實現車輛的自動交易；而對于非法車輛，由于是交易異常，需要定位準確的車輛信息，因此通常都需要準確抓拍車輛圖像，并采用自動車牌識別技術進行車牌識別，來確定唯一的車輛。由于，目前的車牌抓拍識別系統都是基于城市卡口的車牌抓拍，不適用于多車道自由流系統中允許車輛在自由狀態下騎線、變線行駛、多車近距離并馳、擁堵情況下前后車近距離跟馳等情況抓拍，不能滿足多車道自由流電子收費系統中車輛抓拍需求。因此需要設計一套車輛圖像的準確抓拍系統，能夠適應車輛在多車道自由流行駛狀態下的車輛圖像抓拍，并自動識別車牌信息，為事后執法、追繳費用提供必要的證據，這是多車道自由流電子收費應用中需要進一步研究、完善的技術難題，該技術難題現有技術中尚未解決。理論上，在斷面上設置很多臺攝像機使得每一個抓拍位置都有至少兩臺抓拍攝像機，則可以滿足抓拍需求，但是很浪費資源，
技術實現思路
為了解決上述技術難題，本專利技術的目的是提出，能夠解決在多車道自由流狀態下的多輛車并發、變線行駛、跨線行駛、高速行駛、擁堵狀態下的前后車遮擋等技術難題；本專利技術解決另一個技術問題是，充分利用高清攝像機可以劃分多個子視場的技術特點，使用較少數量的高清攝像機相互配合，在滿足抓拍需求的條件下，最大限度的降低使用攝像機數量。實現上述專利技術目的的技術方案是:，該方法的硬件包括:對車輛進行定位的一組激光檢測器、具有抓拍控制流程的抓拍控制器和一組高清攝像機，所述一組激光檢測器和一組高清攝像機分別在道路的一個斷面布置，被安裝在相鄰的龍門架上；在道路的一個斷面布置的一組高清攝像機中，每個攝像機根據高清攝像機的像素數不同劃分為相應的多個抓拍子視場；除了斷面最邊側區域，同一個抓拍位置有至少兩個不同攝像機子視場可以進行抓拍，即子視場有單倍以上的冗余，高清攝像機工作在“快門拍照”模式下，以保證最短和最穩定的抓拍延時，利用激光檢測器檢測到車輛進入及車輛中心位置，利用抓拍控制器來統一協調控制不同攝像機的抓拍，根據車輛中心位置進行計算，通過統一調配負責抓拍的攝像機及其子視場。抓拍視場的確定步驟:I)、根據車輛中心位置計算處于的哪個子視場所屬范圍，原則上距離哪個子視場中點更近，則選擇哪個子視場抓拍；2)、如果子視場是無冗余的(例如斷面邊側子視場，或者方案I的每個攝像機居中子視場)，由于沒有相鄰攝像機的子視場可以替代，則直接選擇對應攝像機子視場進行抓拍；3)、如果子視場是冗余的(例如方案2、方案3有完全重合子視場，方案I相鄰攝像機的C和A子視場)，需要判 斷子視場相鄰攝像機是否空閑:如果相鄰攝像機空閑，由于要考慮兩臺攝像機替補使用管理，需要進行選擇，選擇居中的攝像機；如果相鄰的攝像機被占用，則直接選擇子視場所在攝像機。所述車輛中心位置的中點與候選選擇攝像機的關系如下:權利要求1.，該方法的硬件包括:對車輛進行定位的一組激光檢測器、具有抓拍控制流程的抓拍控制器和一組高清攝像機，所述一組激光檢測器和一組高清攝像機分別在道路的一個斷面布置，被安裝在相鄰的龍門架上；在道路的一個斷面布置的一組高清攝像機中，每個攝像機根據高清攝像機的像素數不同劃分為相應的多個抓拍子視場；除了斷面最邊側區域，同一個抓拍位置有至少兩個不同攝像機子視場可以進行抓拍，即子視場有單倍以上的冗余，高清攝像機工作在“快門拍照”模式下，以保證最短和最穩定的抓拍延時，利用激光檢測器檢測到車輛進入及車輛中心位置，利用抓拍控制器來統一協調控制不同攝像機的抓拍，根據車輛中心位置進行計算，通過統一調配負責抓拍的攝像機及其子視場。2.根據權利要求1所述的，抓拍視場的選擇步驟: 1)、根據車輛中心位置計算處于的那個子視場所屬范圍，原則上距離那個子視場中點更近，則選擇那個子視場抓拍； 2)、如果子視場是無冗余的，則直接選擇對應攝像機子視場進行抓拍； 3)、如果子視場是冗余的，即有完全重合子視場，需要判斷子視場相鄰攝像機是否空閑:如果相鄰攝像機空閑，由于要考慮兩臺攝像機替補使用管理，需要進行選擇，選擇居中的攝像機；如果相鄰的攝像機被占用，則直接選擇子視場所在攝像機。3.根據權利要求1所述的，所述車輛中心位置的中點與候選選擇攝像機的關系如下:4.根據權利要求1、2或3所述的，所述硬件設備按不同的類型分布在三個龍門架上，激光檢測器布局在位于其他兩個龍門架之間的B龍門架上，車頭抓拍高清攝像機布局在C龍門架上，車尾抓拍高清攝像機布局在A龍門架上；硬件設備中的激光檢測器正對著地面與地面保持水平安裝；抓拍攝像機抓拍角度約40度傾角，車牌抓拍區域在攝像機地面投影點前方7-9米之間，距離B龍門架檢測斷面約8米左右，以確保擁堵狀態下，前后大車、小車不存在遮擋的情況；根據道路寬度布設多臺激光檢測器，一般為一條車道布設一臺激光檢測器；在每個高清攝像機的全景視場內，分別劃分多子視場，每個子視場的寬度為2米。5.根據權利要求1或2所述的，抓拍視場的選擇步驟具體組成: 分步驟(I):在每個抓拍周期中，讀取激光檢測器檢測到的當前所有車輛位置，將當前車輛位置，即車輛的中心線與最左側車道邊界線的距離，以及檢測時間貯存到車輛信息存儲單元中， 分步驟(2):將當前所有車輛信息存儲單元中的當前車輛位置依次取出，進行如下的邏輯運算:先用車輛位置減去(α-β/2)，再用兩者差值除以β，然后對所得的商取整數并+1，得到參考計算值， 分步驟(3):用參考計算值與抓拍控制器的存儲器中存儲的前排攝像機子視場編號進行比較，將編號與參考計算值相同的子視場作為候選子視場，并進行判斷，共分如下情況，情況1:如果參考計算值所對應的子視場是無冗余的(即無替補子視場)，則直接選擇該前排攝像機進行抓拍；然后執行分步驟(4)， 情況2:如果參考計算值所對應的子視場是冗余的(即由多個子視場可選)，需要判斷所有候補子視場所在攝像機是否都空閑，如果有候選子視場所在的攝像機的其他子視場在同一抓拍周期內被選作為候選子視場，就表明攝像機處于非空閑狀態，則直接選擇另一攝像機子視場進行抓拍，然后執行分步驟(4)， 情況3:如果參考計算值所對應的子視場是冗余的(即由多個子視場可選)，需要判斷所有候補子視場所在攝像機是否都空閑，如果沒有候選子視場所在攝像機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多車道自由流車輛圖像抓拍的方法，該方法的硬件包括：對車輛進行定位的一組激光檢測器、具有抓拍控制流程的抓拍控制器和一組高清攝像機，所述一組激光檢測器和一組高清攝像機分別在道路的一個斷面布置，被安裝在相鄰的龍門架上；在道路的一個斷面布置的一組高清攝像機中，每個攝像機根據高清攝像機的像素數不同劃分為相應的多個抓拍子視場；除了斷面最邊側區域，同一個抓拍位置有至少兩個不同攝像機子視場可以進行抓拍，即子視場有單倍以上的冗余，高清攝像機工作在“快門拍照”模式下，以保證最短和最穩定的抓拍延時，利用激光檢測器檢測到車輛進入及車輛中心位置，利用抓拍控制器來統一協調控制不同攝像機的抓拍，根據車輛中心位置進行計算，通過統一調配負責抓拍的攝像機及其子視場。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張北海，高文寶，王梅，薛金銀，李全發，張為民，尤鑫，岳雅峰，魯程，
申請(專利權)人：北京速通科技有限公司，
類型：發明
國別省市：