多車道自由流視頻車輛定位和控制方法

2023-04-26 11:57:51 2

專利名稱：多車道自由流視頻車輛定位和控制方法
技術領域：
本發明屬於智能交通技術領域，涉及自由流電子收費系統的視頻 車輛定位和協調控制方法，該方法能夠在車輛自由行駛狀態下，完成 電子收費。
背景技術：
隨著城市規模的不斷擴大，高速公路的快速發展，城市交通流量 迅速增長，交通密度大幅提高，給道路收費站的車輛通行能力提出了 新的要求。
傳統的人工半自動收費方式，必須"停車一繳費一起步"，經常
發生車輛擁堵現象。而目前國內採用的ETC電子不停車收費系統還需 要有收費站存在，還要設置自動欄杆，車輛在通過收費站時必須沿某 個車道行駛通過，車輛的通行能力依然不高。
多車道自由流(Multi-Line Free Flow ETC, MLFF)收費技術是 一種更先進的高速公路不停車電子收費技術。這種收費技術沒有車道 隔離設施，能讓車輛隨意通過收費點，車輛通過收費點時司機感覺不 到收費過程的發生。
在多車道自由流不停車電子計費模式下，當車輛通過收費區域 時，可能有變道和多車並行的情況出現，若不對高速行駛的車輛進行 準確定位，則可能出現誤檢和漏檢。
而目前高速公路的視頻檢測器一般採用的方式是設置一個虛擬 線圈覆蓋一個車道來檢測這個車道情況， 一旦有車輛駛過，車輛觸發 虛擬線圈，視頻檢測器經過數據處理得到具體車道車輛和車道交通信 息，而對於位置信息，只能確定在某一車道，高速公路單車道寬度範 圍3.75米，這達不到在自由流收費模式下車輛定位精度的要求。
高速公路上車輛以較高的速度行駛通過收費系統、車輛在收費區 域有變道和多車並行的可能，視頻檢測區域和微波通信區域長度有限， 這就要求通信和處理的時間間隔要求非常迅速，才能防止車輛漏檢和 檢測失誤。車道協調控制系統要在很短的時間協調控制各個子系統完 成收費區域內所有車輛的收費工作，對該子系統的實時性和可靠性是 一個不小的考驗。所以研發一個合理的車道邏輯控制方法是實現多車 道自由流電子不停車收費的另一個關鍵所在。

發明內容
本發明的目的在於提供一種多車道自由流視頻車輛定位和協調 控制方法，該方法能夠在車輛自由行使狀態下完成車輛的準確定位， 並通過車輛協調控制系統的協調控制，最終實現多車道自由流模式下 的高速公路電子收費功能。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案
一種多車道自由流視頻車輛定位和控制方法，其特徵是該方法 包括以下工作流程
步驟一、系統啟動，視頻檢測器和全景攝像機開始工作，視頻檢 測器在全景攝像機的視野內設置虛擬線圈，全景攝像機的視野覆蓋全 部車道，視頻檢測器按一定的密度設置虛擬線圈，即每個車道內對應 設置多個虛擬線圈，從而構成精確的檢測區，若沒有車輛進入檢測區， 全景攝像機中圖像背景灰度值不發生變化，視頻檢測器不向車道協調 控制系統內部的中央處理器發出中斷請求，車道協調控制系統內部各 系統處於等待狀態；
步驟二、當車輛進入檢測區時，全景攝像機圖像背景灰度值發生 變化，視頻檢測器啟動相應的算法程序對進入檢測區的移動目標進行 計算提取，視頻檢測器具有跟蹤定位功能，車輛駛入檢測區後，視頻 檢測器通過視頻定位技術對車輛進行連續跟蹤定位直至車輛離開檢測 區；處於不同車道的車輛會觸發全景攝像機中對應的虛擬線圈，虛擬 線圈像素的顏色、灰度發生變化，視頻檢測器內部的算法程序經過計 算，獲得車輛在車道中的位置，然後視頻檢測器通過串行口向中央處 理器發出中斷請求，檢測區內的每個車輛構成一個外部中斷源，各車 輛觸發不同的虛擬線圈，則外部中斷源的入口地址也各不相同；
步驟三、車道協調控制系統內部的中央處理器響應中斷請求，按 照優先級的順序，將外部中斷源的入口地址讀入，該入口地址表徵車 輛在車道中的位置，然後中央處理器進入中斷服務程序，按照程序的 設定同時執行下面兩項操作
第一項是啟動微波通信系統中的微波定位模塊工作，微波定位模 塊通過微波定位技術對進入檢測區的車輛進行自動跟蹤定位，在自動 跟蹤定位過程中利用微波通信天線與該車的車載電子標籤應答器通 信；然後微波通信系統將車載電子標籤信息輸入給邏輯比對系統；
第二項是啟動圖像抓拍系統，圖像抓拍系統讓相應車道的抓拍攝 像機開始工作，抓拍攝像機將現場抓拍到的車輛圖像反饋給車牌識別 系統，經車牌識別系統處理後，辨識出當前車輛的車牌號，車牌號被 輸入到邏輯比對系統；
步驟四、邏輯比對系統首先判斷該車是否具有電子標籤信息，如 果沒有，則直接執行下面的步驟八，如果有，則執行步驟五；
步驟五、邏輯比對系統判斷該車電子標籤信息中記載的車牌號與 車牌識別系統辨識出的當前車輛的車牌號是否一致，如果不一致，則
直接執行下面的步驟八，如果一致，則執行步驟六；
步驟六、從車道協調控制系統的內存中刪除現場抓拍到的車輛圖
像；
'步驟七、利用微波通信天線與該車的車載電子標籤應答器通信， 進行電子收費交易，交易後形成交易記錄； 步驟八、轉入後臺計費系統進一步處理；
步驟九、返回主程序，等待新的中斷請求或繼續處理己經向中央 處理器發出的優先級別較低的中斷請求。 本方法具有如下優點
一、 單個視頻檢測器多個虛擬線圈的準確定位
本方法採用單視頻檢測器設置多個虛擬線圈的方法對車輛進行 定位，減少了視頻檢測器的個數，使系統效率大大提高，成本降低。 由於定位的準確，可以對車輛出現變線和超車的情況進行精確處理， 還可以有效地避免車輛定位出現的粘連現象。另外可以根據實際情況 調整虛擬線圈的個數、寬窄及線圈之間的空隙以提高定位精度。
二、 車道的協調控制
本方法通過軟體的編寫、優先級的設定、中斷方式的設置實現了 多任務系統的協調控制，可以防止車輛漏檢和檢測失誤。


圖1是收費站點硬體設備布局示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3是圖1的主視圖。
圖4是車輛跟蹤定位的原理圖。
圖5是虛擬線圈的布局示意圖。
圖6是本發明的電路原理框圖。
圖7是車道協調控制系統內部的中央處理器主程序流程圖。
圖8是車道協調控制系統內部的中央處理器中斷服務程序流程圖。
圖9是本發明的多線程任務間調用關係示意圖。
具體實施例方式
請參照圖1、圖2、圖3，實施本方法時，要在收費站點安裝一些 硬體設備，硬體設備主要包括抓拍攝像機6、微波通信天線7，龍門架 8、龍門架9、全景攝像機10、車牌識別系統11、車道協調控制系統 12。
龍門架8和龍門架9跨接在公路上，龍門架8位於龍門架9的前 方，抓拍攝像機6和微波通信天線7，安裝在龍門架8上，本實施例 中，公路上有三個車道，三個抓拍攝像機6的位置分別與三個車道對 應，全景攝像機IO和視頻檢測器11都安裝在龍門架9上，車道協調 控制系統12安裝在公路的一側。
請參照圖6，車道協調控制系統12內部包括中央處理器，還包括 圖像抓拍系統、車牌識別系統、微波通信系統、邏輯比對系統等幾個 子系統。
圖像抓拍系統是由視頻卡構成，通過PCI總線與三個抓拍攝像機 6相連，車牌識別系統由純軟體實現，對抓拍到的圖像進行識別，微 波通信系統採用標準的微波通信協議。視頻檢測器通11過串口 RS232 與車道協調控制系統內的中央處理器連接，中央處理器的主程序和子 程序流程圖分別如圖7、圖8所示。
請參照圖6、圖7、當系統加電後，中央處理器執行主程序，等 待中斷請求，當車輛進入檢測區時，觸發全景攝像機中的虛擬線圈， 虛擬線圈像素的顏色、灰度發生變化，此時視頻檢測器輸出端輸出的 信號翻轉，由上升沿變為下降沿，該下降沿加載到車道協調控制系統 內部的中央處理器的串口上，引起中斷請求，中央處理器按照優先級 的順序響應中斷請求，執行圖8所示的中斷服務程序。
請參照圖4，本發明的視頻檢測器具有自動跟蹤定位功能，對運 動車輛進行連續跟蹤定位，這是本方法得以實現的非常重要的環節。 因為圖像抓拍系統由視頻檢測器啟動，每次對比過程中，抓拍攝像機 只針對一個運動車輛的圖像進行抓拍。
圖4中的方框A代表視頻檢測器對車輛進行實時跟蹤定位，方框 B代表微波通信天線與各車輛的車載電子標籤應答器進行通信，通信 過程中，微波通信系統也在自動跟蹤定位移動的車輛，確保抓拍攝像 機的對象與微波通信的對象是在一時間的同一位置，這樣能夠保證邏 輯比對系統每次比較的數據來自同一個車輛，其實時性如方框C所示， 車輛l、 2、 3、 4、 5在自由流的狀態下進入檢測區，依次觸發虛擬線 圈，視頻檢測器向中央處理器的串口發出五次中斷請求，中央處理器 按照優先級的順序五次調用中斷服務程序，邏輯比對系統每次比較的 數據來自同一個車輛，比較後，得出的結果是車輛1沒有安裝車載電 子標籤應答器，屬非法車輛，車輛2、 3、 4、 5都安裝有電子標籤應答 器，屬合法註冊車輛，因此視頻檢測器和微波通信系統對車輛的精確 定位是解決多車道自由流中車輛變線、超車、倒車的關鍵。
本系統採用在視頻檢測器中增加虛擬線圈的方法來實現車輛準 確定位。具體思路加大設置虛擬線圈的密度。在一個車道上設置三 個虛擬線圈，每個虛擬線圈之間留有間隙，間隙寬度小於虛擬線圈的 寬度，外側線圈距離道路邊緣的間隙寬度為X，由於是道路邊緣，這
個間隙可以稍大一些，如為普通車輛的2/3寬度。這樣，原來一個車 道大範圍的位置信息就變成了 5個小範圍的位置信息，如圖5所示 單車道被三個虛擬線圈分成五個位置。
本方法根據虛擬線圈的觸發情況判定車輛的位置，具體判定方法
如下設車輛在車道上位置的橫向坐標為d。
當車輛的輪廓側邊緣位於虛擬線圈一中時
d = X+ (xl) /2,上式中xl代表虛擬線圈一的寬度。
當車輛的輪廓側邊緣位於虛擬線圈一和虛擬線圈二之間時
d = X + xl + (x2) /2,上式中x2代表虛擬線圈一和虛擬線圈二 之間的寬度。
當車輛的輪廓側邊緣位於虛擬線圈二中時
d = X + xl+x2+ (x3) /2，上式中x3代表虛擬線圈二的寬度。
當車輛的輪廓側邊緣位於虛擬線圈二和虛擬線圈三之間時
d = X + xl +x2+x3+ (x4) /2，上式中x4代表虛擬線圈二和虛擬 線圈三之間的寬度。
當車輛的輪廓側邊緣位於虛擬線圈三中時
d = X + xl + x2 + x3 +x4 + (x5) /2，上式中x5代表虛擬線圈三 的寬度。
當車輛的輪廓側邊緣位於虛擬線圈三和虛擬線圈四之間時
d = X + xl + x2 + x3+x4+X5+ (x6) /2，上式中x6代表虛擬線 圈三和虛擬線圈四之間的寬度。
這樣對3.75米寬的單車道來說，在去掉路兩邊各80釐米的間隙 的情況下，分為5份，那麼每個位置有43釐米，這種定位精度完全滿 足高速公路對視頻定位的要求。
同樣的方法應用於第二個車道和第三個車道，虛擬線圈的位置信 息由第一個車道向後遞推，多車道中各個位置信息統一管理。由於定 位的準確，所以即使車輛出現變線和超車的情況也可以進行精確處理。
另外虛擬線圈的個數、寬窄及線圈之間的空隙都可以根據實際情 況進行相應的調整，以提高定位精度。每條車道布置多個虛擬線圈並 連續編號，每個虛擬線圈對應一個橫向坐標範圍，當一個或多個虛擬 線圈被觸發，通過被觸發的虛擬線圈的編號來計算得到車輛的準確位 置，有效地避免車輛定位出現的粘連現象。
本發明是一實時控制方法，現場的各個參數、信息隨時間和現場 的情況不斷變化，因此，本方法需要利用中央處理器的中斷功能，有 了中斷功能，外界的這些變化量可以根據要求，隨時向中央處理器發 出中斷請求，要求中央處理器馬上響應，進行及時處理。
多個車輛在公路上高速行駛時，通過收費站點時，可能出現超車、 變線或多車並行的情況，視頻檢測和微波通信檢測區域長度有限，視 頻檢測器和無線電定位模塊可以同時自動跟蹤進入檢測區的多個運動
目標，通信、抓拍、比對非常迅速，相鄰的兩輛車的處理的時間間隔 很短，為了防止車輛漏檢和檢測失誤，可以通過程序設置中央處理器 響應外部中斷源的優先級，由於進入檢測區的每個移動目標都構成了 一個外部中斷源，因此，可以將車速最快的車輛設置為最高優先級， 車速最慢的車輛設置為最低優先級，依次處理各中斷源請求，由於中 央處理器在幾個時鐘周期內便可響應中斷請求，執行中斷服務程序的 速度非常迅速，因此不會出現滯後。
多車道自由流不停車收費要求系統通信和處理的時間間隔非常迅 速，這樣才能防止車輛漏檢和檢測失誤。核心控制系統軟體的設計是 實現實時性和協調控制的關鍵。這就是本發明所涉及的另一個內容 車道協調控制方法。
系統中各個子系統工作的協調性是需要考慮的主要內容，具體需
要滿足
l]保證系統當前運行的永遠是當前最重要、最需要處理的工作， 不重要的工作永遠讓位於重要的工作。
2]相同重要的工作按先後次序運行。
請參照圖9，在軟體設計中考慮各子系統的工作通過多個任務來 體現。系統中各個任務定義
l]網絡通信任務與後臺計費系統資料庫進行數據傳輸；
2]視頻檢測任務負責處理車輛到來後對車輛跟蹤、定位、並觸 發微波通信任務。讀串口數據(異步通信處理)，解數據包得到車輛位 置信息。根據車輛不同的位置，啟用不同的線程進行處理；
3]微波通信任務由視頻監控任務觸發，啟動微波通信，讀取車 載標籤，得到車輛信息；
4]圖像抓拍任務完成拍攝，圖像壓縮，儲存。由於圖像抓拍和 車牌識別是嚴格的前後相連的兩個步驟，所以放到同一線程中會使處 理更加快速、有效；
5]系統主程序初始化各個子任務，協調各任務間的關係，進行 各任務間的數據處理。通過網絡通信任務和後臺計費系統通信，將數 據傳給後臺計費系統，接受後臺計費系統發送的指令。
這些任務之間的關係及實現是相互獨立的，也是相互聯繫的。各 個任務對於系統的重要性程度也是不同的。系統使視頻檢測、微波通 信等任務優先得到運行。可以設置微波通信任務和視頻檢測任務有相 同的優先級。重要性相同的任務可以使用在實時嵌入式系統中稱為輪 換調度(Round-Robin Scheduling)機制，設置相同的優先級，來保證同 樣重要的任務同時執行，不發生滯後。網絡通信任務的優先級低於其 它任務的優先級。
外部事件在系統軟體設計中是以外部硬體中斷的方式出現的。各 個外部設備(如傳感器)會通過外部接口和中央處理器相連，當傳感
器檢測到外部事件產生時，外部設備會發送中斷信號給中央處理器， 同時會把相關的數據通過接口上的數據線傳送給中央處理器。
軟體設計中，設置屏蔽與系統無關的硬體中斷，避免這些無關的 中斷對系統實時性的影響，而與系統相關的外部事件設置為中斷觸發 方式，由於實時系統中的中斷優先原則，即系統中有中斷發生時，操 作系統會停止所有正在進行的工作，來優先對中斷事件進行處理。這 樣才能保證系統在第一時刻立即對相關事件進行響應並處理。
經過分析，與系統有關的外部事件有以下類型-
l]視頻檢測中斷當檢測到車輛，向系統發生中斷請求，上傳車 輛位置及相關數據；
2]微波通信中斷微波通信數據接收； 3]網絡傳輸中斷收費信息數據接收和發送。 上述中斷是系統必須快速處理的外部中斷。
中斷處理機制是當外部事件發生時，中央處理器CPU會根據這個 中斷的種類到中斷向量表中查找和這個中斷關聯的中斷服務程序地 址，程序會跳到這個中斷服務程序進行中斷處理。
在本系統中，網絡的重要度最低，而視頻檢測和微波通信的重要 度最高。所以可考慮暫時屏蔽不重要的中斷，來保證視頻檢測和微波 通信中斷的實時響應和處理。
本發明是一種多車道自由流視頻車輛定位和控制方法，其特徵 是該方法包括以下工作流程
步驟一、系統啟動，視頻檢測器和全景攝像機開始工作，視頻檢 測器在全景攝像機的視野內設置虛擬線圈，全景攝像機的視野覆蓋全 部車道，視頻檢測器按一定的密度設置虛擬線圈，例如，可以在每個 車道內設置三個虛擬線圈，從而構成精確的檢測區，若沒有車輛進入 檢測區，全景攝像機中圖像背景灰度值不發生變化，視頻檢測器不向 車道協調控制系統內部的中央處理器發出中斷請求，車道協調控制系 統內部各系統處於等待狀態；
步驟二、當車輛進入檢測區時，全景攝像機圖像背景灰度值發生 變化，視頻檢測器啟動相應的算法程序對進入檢測區的移動目標進行 計算提取，視頻檢測器具有跟蹤定位功能，車輛駛入檢測區後，視頻 檢測器通過視頻定位技術對車輛進行連續跟蹤定位直至車輛離開檢測 區；處於不同車道的車輛將會觸發全景攝像機中對應的虛擬線圈，虛 擬線圈像素的顏色、灰度發生變化，各車道上布置的虛擬線圈是連續 編號的，每個虛擬線圈對應一個橫向坐標範圍，當一個或多個虛擬線 圈被觸發時，視頻檢測器內部的算法程序通過被觸發的虛擬線圈的編 號，計算出車輛在車道中的準確位置，然後視頻檢測器通過串行口向 中央處理器發出中斷請求，檢測區內的每個車輛構成一個外部中斷源， 各車輛觸發不同的虛擬線圈，則外部中斷源的入口地址也各不相同；
視頻定位技術為現有技術，應用最廣泛的有背景減除算法，即從 當前幀和背景幀的差異來檢測運動目標，利用幀間差分信息來生成背 景，能夠應用於多個運動目標的場合，首先通過自適應閾值獲得濾波 後的相鄰幀差值圖像。其次，為了消除差值圖像中噪聲的影響，標記此 二值圖像的連通像素來檢測出運動目標所在的區域,並與邊緣檢測出 的空間信息結果比較得到運動目標模型。最後，將圖像分成若干區域, 在每個分隔區域內依次連接每個運動目標模型的最外圍輪廓點，由此 構成目標閉合輪廓。利用得到的連續邊界，對運動目標進行提取。
採用差分圖像投影和邊緣投影相結合的方法來定位車體，同時利 用雙向加權聯合圖匹配方法對運動車輛區域進行跟蹤，即將對運動車 輛區域跟蹤問題轉化為搜索具有最大權的聯合圖的問題。該算法不僅 能實時地定位和跟蹤直道上運動的車輛，同時也能實時地定位和跟蹤 彎道上運動的車輛，對運動車輛區域的定位具有很好的魯棒性。
步驟三、車道協調控制系統內部的中央處理器響應中斷請求，按 照優先級的順序，將外部中斷源的入口地址讀入，該入口地址表徵車
輛在車道中的位置，然後中央處理器進入中斷服務程序；中斷服務程 序是由外部隨機事件引起的實時響應，在本發明中，外部隨機事件即 是指有車輛闖入全景攝像機的檢測區；在中斷服務程序中，中央處理 器按照程序的設定同時執行下面兩項操作
第一項是啟動微波通信系統中的微波定位模塊工作，微波定位模 塊通過微波定位技術對進入檢測區的車輛進行自動跟蹤定位，在自動 跟蹤定位過程中利用微波通信天線與該車的車載電子標籤應答器通 信，然後微波通信系統將車載電子標籤信息輸入給邏輯比對系統；電 子標籤信息包括車型、車牌號和入口信息，也可以包括出口信息；
第二項是啟動圖像抓拍系統，圖像抓拍系統讓相應車道的抓拍攝 像機開始工作，抓拍攝像機將現場抓拍到的車輛圖像反饋給車牌識別 系統，車牌識別系統將車牌圖像進行預處理,濾波除噪，圖象銳化，對比 度增強，然後進行圖像分割，並對分割後的目標圖像進行特徵提取， 用提取的特徵進行分類識別，通過相應的算法進行計算，得到車牌號, 並將獲得的車牌號輸入到邏輯比對系統，微波定位技術利用雷達線性 調頻技術原理，對路面發射微波，通過對回波信號進行高速實時的數 字化處理分析，實現對運動車輛的微波跟蹤定位；
步驟四、邏輯比對系統首先判斷該車是否具有電子標籤信息，如 果沒有，則直接執行下面的步驟八，如果有，則執行步驟五；
步驟五、邏輯比對系統判斷該車電子標籤信息中記載的車牌號與 車牌識別系統辨識出的當前車輛的車牌號是否一致，如果不一致，則 直接執行下面的步驟八，如果一致，則執行步驟六；
步驟六、從車道協調控制系統的內存中刪除現場抓拍到的車輛圖
像；
步驟七、利用微波通信天線與該車的車載電子標籤應答器通信，
進行電子收費交易，交易後形成交易記錄； 步驟八、轉入後臺計費系統進一步處理；
步驟九、返回主程序，等待新的中斷請求，或繼續處理己經向中 央處理器發出的優先級別較低的中斷請求。
所述步驟八中，後臺計費系統針對流程出口的不同分別採用下面 三種方式進行處理
若流程出口為步驟四則該車沒有電子標籤信息，該車屬於黑名 單車，由車牌識別系統辨識出的車牌號和現場抓拍到的車輛圖像將被 存儲在後臺計費系統的黑名單資料庫中，以便日後進行稽査和費用追 繳；
'若流程出口為步驟五則該車有電子標籤信息，但電子標籤信息
中記載的車牌號與車牌識別系統辨識出的車牌號不相符，電子標籤信 息被人為的篡改，該車屬於灰名單車，該車的電子標籤信息、由車牌 識別系統辨識出的車牌號以及現場抓拍到的車輛圖像將被存儲在後臺
計費系統的灰名單資料庫中，以便日後進行稽查和費用追繳；
若流程出口為步驟七則該車有電子標籤信息，電子標籤信息中 記載的車牌號與車牌識別系統辨識出的車牌號相符，該車屬於合法注 冊車輛，則將交易記錄和電子標籤信息存在後臺計費系統的合法車輛 信息資料庫中°
口^電子標籤與車輛是唯一對應的，每個電子標籤應答器固定安裝在 車輛上，不可隨意拆卸。微波通信讀取電子標籤，即可知道該車輛在 註冊時記錄的車型和車牌信息，按照車型進行正確的計費。
權利要求
1、一種多車道自由流視頻車輛定位和控制方法，其特徵是該方法包括以下工作流程步驟一、系統啟動，視頻檢測器和全景攝像機開始工作，視頻檢測器在全景攝像機的視野內設置虛擬線圈，全景攝像機的視野覆蓋全部車道，視頻檢測器按一定的密度設置虛擬線圈，即每個車道內對應設置多個虛擬線圈，從而構成精確的檢測區，若沒有車輛進入檢測區，全景攝像機中圖像背景灰度值不發生變化，視頻檢測器不向車道協調控制系統內部的中央處理器發出中斷請求，車道協調控制系統內部各系統處於等待狀態；步驟二、當車輛進入檢測區時，全景攝像機圖像背景灰度值發生變化，視頻檢測器啟動相應的算法程序對進入檢測區的移動目標進行計算提取，視頻檢測器具有跟蹤定位功能，車輛駛入檢測區後，視頻檢測器通過視頻定位技術對車輛進行連續跟蹤定位直至車輛離開檢測區；處於不同車道的車輛會觸發全景攝像機中對應的虛擬線圈，虛擬線圈像素的顏色、灰度發生變化，視頻檢測器內部的算法程序經過計算，獲得車輛在車道中的位置，然後視頻檢測器通過串行口向中央處理器發出中斷請求，檢測區內的每個車輛構成一個外部中斷源，各車輛觸發不同的虛擬線圈，則外部中斷源的入口地址也各不相同；步驟三、車道協調控制系統內部的中央處理器響應中斷請求，按照優先級的順序，將外部中斷源的入口地址讀入，該入口地址表徵車輛在車道中的位置，然後中央處理器進入中斷服務程序，按照程序的設定同時執行下面兩項操作第一項是啟動微波通信系統中的微波定位模塊工作，微波定位模塊通過微波定位技術對進入檢測區的車輛進行自動跟蹤定位，在自動跟蹤定位過程中利用微波通信天線與該車的車載電子標籤應答器通信；然後微波通信系統將車載電子標籤信息輸入給邏輯比對系統；第二項是啟動圖像抓拍系統，圖像抓拍系統讓相應車道的抓拍攝像機開始工作，抓拍攝像機將現場抓拍到的車輛圖像反饋給車牌識別系統，經車牌識別系統處理後，辨識出當前車輛的車牌號，車牌號被輸入到邏輯比對系統；步驟四、邏輯比對系統首先判斷該車是否具有電子標籤信息，如果沒有，則直接執行下面的步驟八，如果有，則執行步驟五；步驟五、邏輯比對系統判斷該車電子標籤信息中記載的車牌號與車牌識別系統辨識出的當前車輛的車牌號是否一致，如果不一致，則直接執行下面的步驟八，如果一致，則執行步驟六；步驟六、從車道協調控制系統的內存中刪除現場抓拍到的車輛圖像；步驟七、利用微波通信天線與該車的車載電子標籤應答器通信，進行電子收費交易，交易後形成交易記錄；步驟八、轉入後臺計費系統進一步處理；步驟九、返回主程序，等待新的中斷請求或繼續處理已經向中央處理器發出的優先級別較低的中斷請求。
2、如權利要求1所述的多車道自由流視頻車輛定位和控制方法， 其特徵是所述步驟八中，後臺計費系統針對流程出口的不同分別採 用下面三種方式進行處理若流程出口為步驟四則該車沒有電子標籤信息，該車屬於黑名 單車，由車牌識別系統辨識出的車牌號和現場抓拍到的車輛圖像將被 存儲在後臺計費系統的黑名單資料庫中，以便日後進行稽査和費用追 繳；若流程出口為步驟五則該車有電子標籤信息，但電子標籤信息 中記載的車牌號與車牌識別系統辨識出的車牌號不相符，電子標籤信 息被人為的篡改，該車屬於灰名單車，該車的電子標籤信息和由車牌 識別系統辨識出的車牌號以及現場抓拍到的車輛圖像；將被存儲在後 臺計費系統的灰名單資料庫中，以便日後進行稽査和費用追繳；若流程出口為步驟七則該車有電子標籤信息，電子標籤信息中 記載的車牌號與車牌識別系統辨識出的車牌號相符，該車屬於合法注 冊車輛，則將交易記錄和電子標籤信息存在後臺計費系統的合法車輛 信息資料庫中。
全文摘要
一種多車道自由流視頻車輛定位和控制方法，其流程是步驟一、在全景攝像機視野內設置虛擬線圈，構成檢測區，步驟二、當車輛進入檢測區時，視頻檢測器啟動算法程序獲得車輛位置，步驟三、中央處理器啟動微波通信系統和圖像抓拍系統；步驟四、邏輯比對系統判斷該車是否具有電子標籤信息，如果沒有，則執行步驟八；步驟五、邏輯比對系統判斷電子標籤信息中的車牌號與車牌識別系統辨識出的車牌號是否一致，如果不一致，則執行步驟八；步驟六、刪除抓拍到的車輛圖像；步驟七、進行收費交易，交易後形成交易記錄；步驟八、轉入後臺計費系統進一步處理；步驟九，返回主程序，本方法通過對車輛的準確定位和對系統的協調控制，能夠實現多車道自由流模式下電子收費功能。
文檔編號G07B15/06GK101350109SQ20081011968
公開日2009年1月21日 申請日期2008年9月5日 優先權日2008年9月5日
發明者傑 劉, 劉鴻偉, 張北海, 王東柱, 迪 肖, 馬曉姣 申請人:交通部公路科學研究所