專利名稱：一種高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及高速公路局域網通信領域，具體涉及一種高速公路移動式捕獲超速車 輛監測系統。
背景技術：
隨著我國機動車輛的大幅度增加，高速公路的不斷延伸，機動車輛超速行駛造成 的惡性事故，已成為當前令人關注的社會問題，如何運用科學的手段幫助公安部門有效控 制高速公路上超速違章現象、抓捕逃逸車輛，已成為公安交通部門急待解決的問題。目前比較常用的機動車超速自動檢測系統中，主要有以下幾種手段，一種是利用 環形線圈傳感器作為超速測量手段，加上攝像機取證系統，采用這種方式需要破路，特別是 在高速公路上破路，很不方便，而且測速精度較低，維修及其困難；另一種是采用測速雷達 水平檢測作為超速測量手段，加上攝像機取證系統，這種方式有時會造成相鄰車道的“張冠 李戴”；第三種是利用“三合一”測速雷達垂直檢測作為超速測量的手段，加上攝像機取證系 統，這種抓拍精度高，但價格昂貴，特別是應用在多車道時，造假昂貴，且存在測速點和抓拍 點有一定的距離，視頻抓拍需要一定的延時，有時會出現誤拍、漏拍的現象。根據本發明開發的高速公路移動式捕獲超速車輛監控系統，結合高速公路收費 站，實現對高速公路車道上的汽車進行非接觸式監控，通過高速網絡平臺，實現對高速公路 上超速車輛的實時監測，移動式捕獲超速車輛的平均車速、車輛號碼等信息，從而在各個收 費點對違法車輛進行攔截、處罰。該系統運用嵌入式系統實現智能IC;通過GPS接收全球 定位數據碼流、自動識別判定超速車輛信息。射頻識別及局域網通信，實現雙向信息互補， 終端信息可靠。結合終端處理軟件，實現捕獲高速公路違規車輛的相應信息功能。
發明內容
本發明的目的在于針對已有技術存在的群賢，提出一種高速公路移動式捕獲超速 車輛監測系統，實現對高速公路車道上的汽車進行非接觸式監控。通過測控超速汽車的方 位，獲得超速車輛的路段平均車速、車牌號碼等信息，利用信息存儲并通過高速網絡平臺， 實現對高速公路上超速車輛違法現象進行監控及相應處罰功能。為了實現上述目的，本發明采用下述技術方案一種高速公路移動式捕獲超速車 輛監測系統，其特征在于包括一個嵌入式IC智能卡識別系統、一個射頻識別系統、一個圖 像識別系統、一個傳輸系統、一個中心管理系統和一個超速處罰系統。所述嵌入式IC智能卡識別系統包括一個GPS無線定位單元，用于對設定車輛進 行及時跟蹤，實時記錄車輛位置信息，一個碼流判定單元，用于判定來自GPS全球定位數據 碼流。通過設定車輛速度閾值，一旦車輛速度超過了設定閾值，就啟動判定算法，得到檢測 數據結果，一個信息存儲單元，用于讀取并存儲碼流判定單元處理后的數據信息結果，一個 數據發射單元，用于發送所述碼流判定單元得到的所述數據檢測結果和車輛的相關信息；所述碼流判定單元分別與所述信息存儲單元和所述GPS無線定位單元相連接，并且將檢測到的信息存儲到所述信息存儲單，并通過所述數據發射單元發送至所述射頻識別 系統。所述GPS無線定位單元是嵌入在IC卡內的一個有源單元，該GPS無線定位單元所 獲取的數據碼流是與車輛相關的信息，包括時間、地點、經緯度、平均車速和圖像。所述數據發射單元利用收費站發放的射頻卡-無線電收發器，是嵌入在IC智能卡 內的一個無源單元。所述射頻識別系統包括一個射頻卡，用于調制解調與車輛有關的數據，并發送相 關檢測信息，一個射頻天線，用于與射頻卡交換信息，并讀取器存儲內容；所述射頻卡與所述射頻天線之間以專用短程無線通信的方式進行信息交換；所述 射頻天線安裝于車道旁，相距間隔為50米。所述圖像識別系統包括，一個圖像采集單元，用于采集經過檢測口的車輛的圖像， 一個圖像抓拍單元，用于對所述射頻識別單元識別出的號碼牌的車輛進行抓拍，一個圖像 發送單元，用于發送所述圖像抓拍單元抓拍到的圖像，一個輔助光源，用于夜間或低照度情 況下為所述圖像采集單元和圖像抓拍單元提供光源輔助，通過調整投光角度和亮度保證夜 間拍攝圖像無眩光；所述圖像采集單元采集車輛視頻信息，并通過所述圖像抓拍單元抓拍車輛車牌； 抓拍到的圖像通過所述圖像發送單元傳回至所述中心管理系統；所述圖像采集單元包括一臺全景攝像機和一臺特寫攝像機，全景、特寫攝像機均 選用道路監控專用攝像機，具備光圈、增益、快門多參單獨調整及強光抑制特殊功能，能適 用于治安卡口在汽車大燈干擾條件下攝像機能提供清晰的車牌圖片；所述輔助光源采用一 個400W金鹵燈。所述傳輸系統通信傳輸可以采用光纖、無線等方式進行傳輸，連接射頻識別系 統，圖像識別系統和中心管理系統。自動識別數據及有關控制命令通過局域網送入收費終 端，并把有關IC卡的所有信息通過中心服務器送至每個收費終端，便于相關處理。所述中心管理系統包括一個數據接收單元，用于接收所述檢測數據和所述抓拍 圖像，一個匹配單元，用于將所述檢測數據和所述抓拍圖像，根據車輛信息進行匹配，一個 存儲單元，用來將匹配后的數據保存到對應的文件夾中，一個信息發送單元，用于發送所述 分類存儲單元中保存的超速行駛車輛數據信息給超速處罰系統；所述數據接收單元與所述匹配單元相連接，并且將所述射頻識別系統獲取的相關 車輛檢測數據和抓拍圖像送至所述匹配單元(S152)進行匹配，然后將信息轉入所述存儲 單元，并通過局域網發送至所述超速處罰系統。所述超速處罰系統包括一個數據接收單元，用于接收中心管理系統發送的超速 行駛車輛數據處理信息，一個匹配單元，用于將IC卡中的相關信息與中心管理系統送入的 相關信息再匹配，及時顯示車輛是否超速，并予以現場相應處罰；所述數據接收單元與所述匹配單元(S162)相連接，并發送數據信息至所述匹配 單元。本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點采用本發明所述內容，利用移動式捕獲超速車輛監測系統，通過測控超速汽車的 方位，獲得超速車輛的路段平均車速、車牌號碼等信息，再加上攝像機取證系統，這種方式不僅抓拍精度高，而且利用先進的無線定位識別技術，通過定位、局域網和射頻技術相結 合，獲得車輛的位置和平均速度。系統以高可靠的中心數據庫系統為基礎，采用多通信服務 系統和多識別引擎按需組合的系統框架，通信協議透明，維護方便。
圖示1 移動式捕獲超速車輛監測系統結構圖；圖示2 移動式捕獲超速車輛監測系統應用示意圖。
具體實施例方式本發明的一個優選實施例結合
如下本實施例的高速公路移動式捕獲超 速車輛監測系統，結合高速公路收費站，實現對高速公路車道上的汽車進行非接觸式監控， 通過高速網絡平臺，實現對高速公路上超速車輛的實時監測，移動式捕獲超速車輛的平均 車速、車輛號碼等信息，從而在各個收費點對違法車輛進行攔截、處罰。該系統運用嵌入式 系統實現智能IC ；通過GPS接收全球定位數據碼流、自動識別判定超速車輛信息。射頻識 別及局域網通信，實現雙向信息互補，終端信息可靠。結合終端處理軟件，實現捕獲高速公 路違規車輛的相應信息功能。如圖1所示，本實施例的高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統，包括嵌入式IC智能卡識別系統(Sll)用于獲取進入高速公路入口車輛的相關信息 (時間，地點)，對設定車輛進行及時追蹤，對違規車輛自動識別，并對碼流進行提取、判定、 存儲、讀取，發送得到的檢測數據。射頻識別系統(S12)，利用射頻設別技術，同步記錄車輛信息，由局域網實時將采 集的車輛信息(包括時間、地點、車速和圖像)發往中心管理系統并檢測處理。圖像識別系統(S13)，用于拍攝汽車通過檢測點時的圖像，獲得有關車輛的牌照， 車型等，并發送抓拍圖像。傳輸系統(S14)，用于傳輸自動識別數據和有關的控制命令，并把有關IC卡上的 所有信息通過中心服務器送至每個收費終端，便于相關處理。中心管理系統(S15)，用于收集前端系統采集的基本信息，對其進行進一步處理， 存儲和統計，并把處理后的數據發送給每個終端。超速處罰系統(S16)，用于收費站對車輛收費時，及時顯示車輛是否超速，并予以 現場相應處罰。所述IC智能卡識別系統具體包括GPS無線定位單元(Slll)，用于對設定車輛進行及時跟蹤，實時記錄車輛位置信 息；碼流判定單元(S112)，用于設定車輛速度閾值，判定GPS全球定位數據碼流，一旦 車輛速度超過了設定閾值，就啟動判定算法，得到檢測數據結果，并觸發IC卡中的實時記 錄軟件；信息存儲單元(S113)，用于存儲碼流判定單元處理后的數據信息結果；數據發送單元(S114)，用于發送所述碼流判定單元得到的所述檢測數據結果和車 輛的相關信息。
如圖1所示，本發明所述GPS無線定位單元(Slll)是嵌入在IC智能卡內的一個 有源單元。GPS無線定位單元(Slll)所獲取的數據碼流是與車輛相關的信息，包括時間、 地點、經緯度、平均車速和圖像等。如圖1所示，本發明所述所述數據發射單元(S114)利用收費站發放的射頻卡(無 線電收發器)，其亦是嵌入在IC智能卡內的一個無源單元。所述射頻識別系統(S12)具體包括射頻卡(S121)，用于調制解調與車輛有關的數據，并發送相關檢測信息。射頻天線(S122)，用于與射頻卡交換信息，并讀取器存儲內容。射頻卡(S121)與射頻天線(S122)之間以專用短程無線通信的方式進行信息交 換。如圖1所示，本發明所述射頻卡(S121)同所述數據發射單元(S114)為同一單元， 是嵌入在IC卡內的無線收發器。如圖1所示，本發明所述射頻天線(S122)安裝于車道旁，相距間隔為50米。所述圖像識別單元(S13)具體包括圖像采集單元(S131)，用于采集經過檢測口 的車輛的圖像.本發明圖像采集單元包括一臺全景攝像機和一臺特寫攝像機。全景、特寫 攝像機均選用道路監控專用攝像機，具備光圈、增益、快門等多參單獨調整及強光抑制等特 殊功能，能適用于治安卡口在汽車大燈干擾條件下攝像機能提供清晰的車牌圖片。圖像抓拍單元(S133)，用于對所述圖像識別單元識別出的號碼牌的車輛進行抓 拍；圖像發送單元(S134)，用于發送所述圖像抓拍單元抓拍到的圖像。輔助光源(S135)，用于夜間或低照度情況下為所述圖像采集單元和圖像抓拍單元 提供光源輔助。本發明采用400W金鹵燈。所述傳輸系統(S14)，具體包括高速公路局域網通信，可以通過“GPRS”、“CDMA 1X”、“CDMA\EVD0”等傳輸制式將檢 測數據和車輛識別信息發送到中心管理系統(S14)。所述中心管理系統(S15)具體包括數據接收單元S151，用于接收所述檢測數據和所述抓拍模塊；中心匹配單元S152，用于將所述檢測數據和所述抓拍圖像根據車輛的相關信息進 行匹配；存儲單元(S153)，用來將匹配后的數據保存到對應的文件夾中。信息發送單元(S154)，用于發送所述存儲單元中保存的超速行駛車輛數據信息給 超速處罰系統(S16)。所述超速處罰系統(S16)具體包括數據接收單元是(S161)，用于接收中心管理系統發送的超速行駛車輛數據處理信息。
終端匹配單元(S162):用于將IC卡中的相關信息與中心管理系統送入的信息再 匹配，及時顯示車輛是否超速，并予以現場相應處罰。綜上所述，由IC智能卡識別系統獲得的超速車輛數據信息經安裝與車道旁的射 頻天線由無線局域網發送至中心管理系統，經過統計處理后，再發送至收費終端超速處罰系統。同時，收費終端讀取IC卡內的超速車輛檢測記錄信息，給出處理數據及處罰意見。 整個超速車輛的測試抓拍過程是通過全球定位系統和處理系統、無線射頻識別系統和局 域網三者功能組合實現的。全球定位系統實現記錄當時的所有定位信息及當時的車速信 息，通過判定算法，在IC卡上實時存儲處理違章時所需的信息(經度、緯度、車速)等。射 頻識別系統(S122)是利用收費站發放的射頻卡(無線電收發器)存貯編號及相關信息， 安裝在車道邊的射頻天線可與該無線電收發器以專用短程通信(Dedicated Short-Range Communication,簡稱DSRC)方式交換信息，并對其存儲內容進行讀寫操作，從而識別出當 前通行車輛。
權利要求
一種高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統，其特征在于，該系統包括一個嵌入式IC智能卡識別系統(S11)，用于獲取進入高速公路入口車輛的相關信息-時間、地點，對設定車輛進行及時追蹤，對違規車輛自動識別，并對碼流進行提取、判定、存儲、讀取，發送得到的檢測數據，一個射頻識別系統(S12)，利用射頻設別技術，同步記錄車輛信息，由局域網實時將采集的車輛信息-包括時間、地點、車速和圖像，發往中心管理系統并檢測處理，一個圖像識別系統(S13)，用于拍攝汽車通過檢測點時的圖像，獲得有關車輛的牌照、車型等，并發送抓拍圖像，一個傳輸系統(S14)，用于傳輸自動識別數據和有關的控制命令，并把有關IC卡上的所有信息通過中心服務器送至每個收費終端，便于相關處理，一個中心管理系統(S15)，用于采集嵌入式IC智能卡識別系統(S11)，射頻識別系統(S12)和圖像識別系統(S13)的基本信息，對其進行進一步處理，存儲和統計，并把處理后的數據發送給每個高速公路收費站出口終端設備，一個超速處罰系統(S16)，用于收費站對車輛收費時，及時顯示車輛是否超速，并予以現場相應處罰；所述傳輸系統(S14)通過高速公路局域網與所述射頻識別系統(S12)，所述圖像識別系統(S13)和所述中心管理系統(S15)相連接。其中，所述嵌入式IC智能卡識別系統(S11)又與所述射頻識別系統(S12)相連，中心管理系統(S15)與所述超速處罰系統(S16)相連接；嵌入式IC智能卡識別系統(S11)將車輛速度檢測信息處理結果通過無線局域網發送至射頻識別系統(S12)，同步記錄車輛信息，再由局域網將采集的實時車輛信息，包括時間、地點、車速和圖像，通過傳輸系統(S13)發送到中心管理系統(S15)，然后中心管理系統(S15)將接收到的信息經過處理后發送給超速處罰系統(S16)。
2.如權利要求1所述的高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統，其特征在于所述嵌入 式智能IC卡識別系統(Sll)包括一個GPS無線定位單元(Slll)，用于對設定車輛進行及 時跟蹤，實時記錄車輛位置信息，一個碼流判定單元(S112)，用于判定來自GPS全球定位數 據碼流。通過設定車輛速度閾值，一旦車輛速度超過了設定閾值，就啟動判定算法，得到檢 測數據結果，一個信息存儲單元(S113)，用于讀取并存儲碼流判定單元處理后的數據信息 結果，一個數據發射單元(S114)，用于發送所述碼流判定單元得到的所述數據檢測結果和 車輛的相關信息；所述碼流判定單元(S112)分別與所述信息存儲單元(S113)和所述GPS無線定位單元 (Slll)相連接，并且將檢測到的信息存儲到所述信息存儲單(S113)，并通過所述數據發射 單元(S114)發送至所述射頻識別系統(S12)。
3.如權利要求2所述高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統，其特征在于所述GPS無 線定位單元(Slll)是嵌入在IC卡內的一個有源單元，該GPS無線定位單元(Slll)所獲取 的數據碼流是與車輛相關的信息，包括時間、地點、經緯度、平均車速和圖像。
4.如權利要求2所述高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統，其特征在于所述數據發 射單元(S114)利用收費站發放的射頻卡-無線電收發器，是嵌入在IC智能卡內的一個無 源單元。
5.如權利要求1所述的高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統，其特征在于所述射頻 識別系統(S12)包括一個射頻卡(S121)，用于調制解調與車輛有關的數據，并發送相關檢 測信息，一個射頻天線(S122)，用于與射頻卡交換信息，并讀取器存儲內容；所述射頻卡(S121)與所述射頻天線(S122)之間以專用短程無線通信的方式進行信息 交換；所述射頻天線(S122)安裝于車道旁，相距間隔為50米。
6.如權利要求5所述高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統，其特征在于所述射頻卡 (121)與所述數據發射單元(S114)為同一單元，是嵌入在IC卡內。
7.如權利要求1所述的高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統，其特征在于所述圖像 采集單元(S13)包括一個圖像采集單元(S131)，用于采集經過檢測口的車輛的圖像，一個 圖像抓拍單元(S132)，用于對所述射頻識別單元識別出的號碼牌的車輛進行抓拍，一個圖 像發送單元(S133)，用于發送所述圖像抓拍單元抓拍到的圖像，一個輔助光源(S134)，用 于夜間或低照度情況下為所述圖像采集單元和圖像抓拍單元提供光源輔助，通過調整投光 角度和亮度保證夜間拍攝圖像無眩光；所述圖像采集單元(S131)采集車輛視頻信息，并通過所述圖像抓拍單元(S132)抓拍 車輛車牌；抓拍到的圖像通過所述圖像發送單元(S133)傳回至所述中心管理系統(S14)；所述圖像采集單元(S131)包括一臺全景攝像機和一臺特寫攝像機，全景、特寫攝像機 均選用道路監控專用攝像機，具備光圈、增益、快門多參單獨調整及強光抑制特殊功能，能 適用于治安卡口在汽車大燈干擾條件下攝像機能提供清晰的車牌圖片；所述輔助光源(S134)采用一個400W金鹵燈。
8.如權利要求1所述的高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統，其特征在于所述傳輸 系統(S14)功能包括車輛完成獲取IC卡的同時，無線局域網負責同時將IC智能卡系統 (Sll)的檢測信息傳輸至射頻設別系統(S12)，記錄同步車輛信息傳輸，在通過無線局域網 發送至中心管理系統(S15)和超速處罰系統(S16)進行再處理；中心管理系統(S15)和超 速處罰系統(S16)之間通過光纖連接，進行數據傳輸。
9.如權利要求1所述的高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統，其特征在于所述中 心管理系統(S15)具體包括一個數據接收單元(S151)，用于接收所述檢測數據和所述抓 拍圖像，一個匹配單元(S152)，用于將所述檢測數據和所述抓拍圖像，根據車輛信息進行匹 配，一個存儲單元(S153)，用來將匹配后的數據保存到對應的文件夾中，一個信息發送單元 (S154)，用于發送所述分類存儲單元中保存的超速行駛車輛數據信息給超速處罰系統；所 述數據接收單元(S151)與所述匹配單元(S152)相連接，并且將所述射頻識別系統(S12) 獲取的相關車輛檢測數據和抓拍圖像送至所述匹配單元(S152)進行匹配，然后將信息轉 入所述存儲單元(S153)，并通過局域網發送至所述超速處罰系統(S16)。
10.如權利要求1所述的高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統，其特征在于所述超 速處罰系統(S16)具體包括一個數據接收單元(S161)，用于接收中心管理系統發送的超 速行駛車輛數據處理信息，一個匹配單元(S162)，用于將IC卡中的相關信息與中心管理系 統送入的相關信息再匹配，及時顯示車輛是否超速，并予以現場相應處罰；所述數據接收單元(S161)與所述匹配單元(S162)相連接，并發送數據信息至所述匹 配單元(S162)。
全文摘要
本發明公開了一種高速公路移動式捕獲超速車輛監測系統。本系統包括嵌入式IC智能卡識別系統、射頻監測系統、圖像識別系統、傳輸系統、中心管理系統和超速處罰系統。嵌入式IC智能卡識別系統將車輛速度檢測信息處理結果通過無線局域網發送到射頻識別系統，同步記錄車輛信息，在由局域網將采集的實時車輛信息-包括時間、地點、車速和圖像，通過傳輸系統發送到中心管理系統，然后中心管理系統將收到的信息經過處理后發送給超速處罰系統。采用本發明所述方法不僅檢測精度高，而且經濟實用，符合當今IT技術的發展潮流，并易于升級更新，保持其先進性。
文檔編號G07B15/00GK101887642SQ201010215389
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月29日 優先權日2010年6月29日
發明者嚴佩敏, 張珊, 薛艷, 趙東東, 黃慧 申請人:上海大學