[發明專利]橋面車流荷載時空分布重構方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 202210446427.9
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114822029B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 周軍勇;李鉅澤;張俊平;袁顯財;黃海云;朱淑薇;陳海亮
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/017;G07B15/06;G06V20/62;G06V10/82;G06N3/0464;G06N3/08
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 秦瑩

本發明公開了一種基于攝像視頻和ETC數據的橋面車流荷載時空分布重構方法、系統及裝置，包括，基于路側攝像頭視頻數據，采用YOLOv5多目標檢測算法對車輛識別得到車牌邊框、車輪邊框和車輛外形邊框；對識別得到車牌邊框采用LPRNet算法進行字符提取得到車牌邊框字符；將提取得到車牌邊框字符與ETC記錄的車牌字符進行匹配，根據ETC中車牌與車重的關聯，確定識別車輛的車重；采用DeePSORT算法對識別得到的車輪邊框進行跟蹤，確定車輪在橋面的行駛軌跡，根據識別得到車輪邊框和車輛外形邊框識別車輛的軸數和軸距；根據行駛軌跡和輪重重構橋面車流荷載的時空分布。本發明可以實現橋面車流荷載的時空分布的重構，為橋梁的荷載管理與結構狀態評估提供直接幫助。

技術領域

本發明涉及橋面車流荷載時空分布重構領域，尤其是涉及一種橋面車流荷載時空分布重構方法、系統及裝置。

背景技術

車流荷載是橋梁運營使用的主要作用，具有高度的隨機性和時變性，掌握橋面車流荷載時空分布對于橋梁荷載管理和運營安全評估具有非常重要的意義。我國交通運輸存在顯著的超載和重載問題，已經出現了多座橋梁在重載貨車作用下的垮塌失效問題，因此，掌握橋面車流荷載時空演變，對于在役橋梁安全評估和荷載管理具有非常重要的意義。

目前，基于卷積神經網絡(Convolutional?Neural?Network，CNN)的圖像識別技術可以對車輛進行目標檢測與追蹤，因此，利用計算機領域的先進CNN算法可以通過對車輛目標的識別實現對車流時空位置的識別。高速公路ETC收費系統得到了全面發展，ETC收費系統約3km安裝有ETC感應系統(可檢測ETC車輛和持通行卡車輛)，精準定位車輛在路網的駕駛路線實現精準分段收費，高速公路出入口收費站具有最準確的車重信息(稱重系統會定時校準)并與車牌唯一匹配。

發明內容

本發明的目的在于提供一種橋面車流荷載時空分布重構方法、系統及裝置，旨在解決橋面車流荷載時空分布重構。

本發明提供一種基于攝像視頻和ETC數據的橋面車流荷載時空分布重構方法，包括：

S1、基于路側攝像頭視頻數據，采用YOLOv5多目標檢測算法對車輛識別得到車牌邊框、車輪邊框和車輛外形邊框；

S2、對識別得到車牌邊框采用LPRNet算法進行字符提取得到車牌邊框字符；

S3、將提取得到車牌邊框字符與ETC記錄的車牌字符進行匹配，根據ETC中車牌與車重的關聯，確定識別車輛的車重；

S4、采用DeePSORT算法對識別得到的車輪邊框進行跟蹤，確定車輪在橋面的行駛軌跡，根據識別得到車輪邊框和車輛外形邊框識別車輛的軸數和軸距；

S5、根據所述軸數、軸距和車重并采用訓練得到的kNN模型得到車輛的各個輪重；

S6、根據行駛軌跡和輪重重構橋面車流荷載的時空分布。

本發明還提供一種基于攝像視頻和ETC數據的橋面車流荷載時空分布重構系統，包括，

同步識別模塊：用于基于路側攝像頭視頻數據，采用YOLOv5多目標檢測算法對車輛識別得到車牌邊框、車輪邊框和車輛外形邊框；

提取模塊：用于對識別得到車牌邊框采用LPRNet算法進行字符提取得到車牌邊框字符；

匹配模塊：用于將提取得到車牌邊框字符與ETC記錄的車牌字符進行匹配，根據ETC中車牌與車重的關聯，確定識別車輛的車重；

識別車輛模塊：用于采用DeePSORT算法對識別得到的車輪邊框進行跟蹤，確定車輪在橋面的行駛軌跡，根據識別得到車輪邊框和車輛外形邊框識別車輛的軸數和軸距；

輪重模塊：用于根據所述軸數、軸距和車重并采用訓練得到的kNN模型得到車輛的各個輪重；