[發(fā)明專(zhuān)利]基于激光雷達(dá)的車(chē)型自動(dòng)識(shí)別裝置及其識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210515203.5
• 申請(qǐng)日: 2012-12-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103854320A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宓超;劉海威;沈陽(yáng);趙寧;舒帆;宓為建;肖翼翔;黃津津;何鑫;薛潤(rùn);姜軍;金晶;王玉寶;鳳宇飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海海事大學(xué);上海驍達(dá)智能技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G07B15/06
• 分類(lèi)號(hào): G07B15/06
• 代理公司: 上海信好專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 賈慧琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于道口收費(fèi)系統(tǒng)的車(chē)型識(shí)別技術(shù)，具體涉及一種基于激光雷達(dá)的車(chē)型自動(dòng)識(shí)別裝置及其識(shí)別方法。

背景技術(shù)

近些年來(lái)，隨著我國(guó)各大城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城與城之間往返交通流量和交通流密度都很大，同時(shí)對(duì)道路的服務(wù)水平要求也變的更高，因此對(duì)電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)（Electronic?Toll?Collection?System，簡(jiǎn)稱(chēng)ETC）的需求也日益增加。盡管我國(guó)現(xiàn)階段人工收費(fèi)的方式在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍將占據(jù)主導(dǎo)地位，但不停車(chē)、非現(xiàn)金的收費(fèi)方式越來(lái)越受到高速公路運(yùn)營(yíng)公司及司機(jī)們的歡迎。這樣可以有效地減少車(chē)輛在高速公路道口、隧道、橋梁等收費(fèi)處的擁堵情況，提高了收費(fèi)的效率、降低了收費(fèi)的成本，節(jié)約了司機(jī)時(shí)間的同時(shí)，也給高速公路運(yùn)營(yíng)公司帶來(lái)更大的效益。

目前，國(guó)內(nèi)外一般用于高速公路車(chē)型識(shí)別系統(tǒng)主要有以下幾種：基于非接觸式智能卡的車(chē)型識(shí)別系統(tǒng)、基于光幕及軸距檢測(cè)車(chē)型識(shí)別系統(tǒng)、基于圖像識(shí)別的車(chē)型識(shí)別系統(tǒng)。

第一種基于非接觸式智能卡的車(chē)型識(shí)別系統(tǒng)主要是在車(chē)輛上裝上主動(dòng)雙片式車(chē)載單元OBU(RFID電子標(biāo)簽)，該車(chē)載單元遵循2007年5月最新出臺(tái)的ETC&DSRC中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20851-2007，采用集成芯片的方案。使用時(shí)將車(chē)載單元安裝在車(chē)輛前擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)，單元內(nèi)主要存儲(chǔ)有被標(biāo)識(shí)物體——車(chē)輛的各種信息（如車(chē)輛類(lèi)型、車(chē)主、余額信息、車(chē)牌等）。當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)收費(fèi)區(qū)域時(shí)，收費(fèi)區(qū)域的高增益定向束控讀寫(xiě)天線(xiàn)和射頻控制器利用5.8G頻段專(zhuān)用短程通信（DSRC,?Dedicated?Short?Range?Communication）對(duì)車(chē)載單元進(jìn)行車(chē)型讀取，并根據(jù)國(guó)家或地方上的高速公路車(chē)型收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行收費(fèi)，這種識(shí)別系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是可靠性高、穩(wěn)定性好、免調(diào)試、使用安裝方便、對(duì)天氣、溫度及其他環(huán)境的影響小。這種車(chē)型識(shí)別系統(tǒng)是目前國(guó)際上較為常用、先進(jìn)、成熟的系統(tǒng)，也是國(guó)內(nèi)用的最多的輔助收費(fèi)方式，極大的提高我國(guó)公路通行服務(wù)水平和運(yùn)營(yíng)管理水平。但由于我國(guó)大型車(chē)輛和小型車(chē)輛的收費(fèi)差距較大、導(dǎo)致套牌車(chē)、車(chē)載電子標(biāo)簽亂貼現(xiàn)象嚴(yán)重，有些大車(chē)司機(jī)貼上小車(chē)或客車(chē)的電子標(biāo)簽并裝上套牌順利通過(guò)收費(fèi)區(qū)域的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

第二種基于光幕及軸距檢測(cè)的車(chē)型識(shí)別系統(tǒng)主要是采用紅外傳感器（光幕）和壓力傳感器（線(xiàn)圈）及其他輔助設(shè)備（分車(chē)器、記重器）來(lái)完成對(duì)車(chē)型的識(shí)別。當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)紅外傳感器區(qū)域時(shí)，通過(guò)紅外光幕被遮擋情況可以檢測(cè)到判別區(qū)域內(nèi)的車(chē)輛所具有的特征信息。利用紅外接收裝置可以采集到車(chē)輛的高度、大體形狀、車(chē)底盤(pán)大概高度等信息。利用感應(yīng)線(xiàn)圈能得到經(jīng)過(guò)車(chē)輛輪胎間的軸距信息，這也為車(chē)型分類(lèi)提供了依據(jù)。但是，這種車(chē)型識(shí)別技術(shù)輔助設(shè)備數(shù)量繁多，各種傳感器與輔助設(shè)備要聯(lián)合使用，它們相互之間的依賴(lài)性強(qiáng)，當(dāng)某一設(shè)備發(fā)生故障后，對(duì)識(shí)別的準(zhǔn)確性將造成致命的影響，并且現(xiàn)有的許多基于光幕的車(chē)型識(shí)別系統(tǒng)在客貨分離上還存在一定的難度。

第三種基于圖像識(shí)別的車(chē)型識(shí)別系統(tǒng)是通過(guò)相機(jī)采集車(chē)輛側(cè)面的圖像，再通過(guò)濾波、增強(qiáng)、邊緣提取、圖像分割等技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，以便提高圖像的質(zhì)量，最后通過(guò)邊緣檢測(cè)技術(shù)及相關(guān)的算法提取車(chē)輛輪廓的特征。這種完全基于圖像學(xué)的識(shí)別系統(tǒng)簡(jiǎn)化了車(chē)型的識(shí)別，不過(guò)環(huán)境、車(chē)輛顏色對(duì)于這種車(chē)型識(shí)別方式的影響也是巨大的，當(dāng)碰到大雨、大霧天氣，或是車(chē)輛顏色與環(huán)境顏色相近時(shí)，增加了車(chē)型識(shí)別的難度，因此還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于激光雷達(dá)的車(chē)型自動(dòng)識(shí)別裝置及其識(shí)別方法，排除了因套牌、私換車(chē)載設(shè)備等因素而出現(xiàn)的少收費(fèi)的問(wèn)題，輔助設(shè)備少、識(shí)別精度高、安裝維護(hù)方便，降低成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于激光雷達(dá)的車(chē)型自動(dòng)識(shí)別裝置，其特點(diǎn)是，該裝置包含：

支架，

激光雷達(dá)，其設(shè)置在支架上，用于實(shí)時(shí)獲取通過(guò)車(chē)輛的車(chē)輛輪廓數(shù)據(jù)；

特征輔助識(shí)別攝像頭，其設(shè)置在支架上，用于實(shí)時(shí)跟蹤車(chē)輛位置；以及，

工控機(jī)，其電路連接激光雷達(dá)和特征輔助識(shí)別攝像頭，工控機(jī)提取激光雷達(dá)獲取的車(chē)輛輪廓數(shù)據(jù)和特征輔助識(shí)別攝像頭監(jiān)測(cè)的車(chē)輛位置信息，并進(jìn)行后臺(tái)數(shù)據(jù)處理和特征提取，判別車(chē)型。

上述的激光雷達(dá)采用二維激光雷達(dá)。

上述的激光雷達(dá)的掃描角度為270度。

上述的基于激光雷達(dá)的車(chē)型自動(dòng)識(shí)別裝置設(shè)有兩個(gè)特征輔助識(shí)別攝像頭；該特征輔助識(shí)別攝像頭采用任意攝像頭。

上述的支架采用不銹鋼材料制成。

上述的支架由上至下設(shè)有若干個(gè)螺紋孔，用于調(diào)節(jié)激光雷達(dá)或特征輔助識(shí)別攝像頭的安裝高度。