專利名稱：用于記錄車輛移動(dòng)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于記錄車輛的順序移動(dòng)的方法和裝置。它的未來重要的應(yīng)用領(lǐng)域是在公路收費(fèi)設(shè)施中從入口處到可以記錄車輛號(hào)碼牌或其它特征的某一位置之間的車輛的位移記錄。
關(guān)于用于自動(dòng)記帳收費(fèi)的公路收費(fèi)設(shè)施的配置是公知的，例如參閱US—A4104630和US4303904。
因而，可以理解，大部分通過分路收費(fèi)站的車輛都裝有用于無線電波的接收—發(fā)射組件，又稱發(fā)送應(yīng)答器。公路收費(fèi)設(shè)施包含利用其與通行的車輛可以進(jìn)行無線電通信的裝置。這一裝置包含無線電波發(fā)射器和接收器即發(fā)送接收器利用它可以對裝有所述發(fā)送應(yīng)答器的通行車輛進(jìn)行收款和記帳操作。對于這種技術(shù)，例如可比較USA4075632和USA4242661。
然而，可能發(fā)生這樣的情況，即一些沒有裝有發(fā)送應(yīng)答器的車輛通過該收費(fèi)設(shè)施，因而不能利用無線電波來識(shí)別。為了識(shí)別這些車輛，假如這些車輛試圖通過收費(fèi)設(shè)施而不付費(fèi)，則收費(fèi)設(shè)施裝有的攝像機(jī)裝置對所關(guān)注的車輛的號(hào)碼牌進(jìn)行攝像記錄，以便進(jìn)行調(diào)查和事收款。不僅是對不具發(fā)送應(yīng)答器的車輛存在這種需要。假如知道要預(yù)付款但缺乏足夠的裝置，或者假如由于其它原因，盡管有發(fā)送應(yīng)答器而未能進(jìn)行收款操作，也需進(jìn)行事后收款。
這種用于公路收費(fèi)的最先進(jìn)的系統(tǒng)適用于以暢通隊(duì)形大流量通過的交通狀況。在這樣裝置中，從已經(jīng)能夠進(jìn)行記錄的時(shí)間起，該車輛移動(dòng)某一距離，以確定是否車輛通過微波可以識(shí)別，直到能夠記錄號(hào)碼牌的情況。
在這個(gè)移動(dòng)過程中，必須對這些車輛之間進(jìn)行區(qū)分，以便將對們將進(jìn)行調(diào)查和事后收款，以及利用發(fā)送應(yīng)答器確保車輛付款。這就要求收費(fèi)設(shè)施裝有對車輛的順序向前移動(dòng)進(jìn)行記錄的設(shè)備，以便確保對現(xiàn)行的車輛即通行已經(jīng)在需要付款通過的公路上但處在未付款狀態(tài)的車輛記錄圖像。當(dāng)幾輛車輛通過公路收費(fèi)設(shè)施在順暢通行行駛中可能改變車道時(shí)，應(yīng)進(jìn)行這種位置檢查。這種對于車輛進(jìn)行的檢查應(yīng)當(dāng)能夠在全速下即在很短的時(shí)間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)。
為了在收費(fèi)設(shè)施中通過記錄位置移動(dòng)過程中進(jìn)行這種位置檢查，已經(jīng)建議在路面上使用感應(yīng)回路。借助于它能夠探測車輛的金屬質(zhì)塊的移動(dòng)，接著探測車輛沿行進(jìn)方向的移動(dòng)以及探測可能出現(xiàn)的側(cè)向移動(dòng)。
然而由于它必須埋入路面，這種裝置費(fèi)用很大并難于安裝。困難還在于，難于保證足夠的選擇性，以便在進(jìn)行檢查時(shí)，在高速通過的呈復(fù)雜運(yùn)動(dòng)模式的運(yùn)動(dòng)車輛之間不會(huì)發(fā)生混淆。此外，某些車輛例如摩托車可能很難被記錄。
在本發(fā)明中，在路面上方某一距離處，配置用于記錄的各攝像機(jī)。在攝像機(jī)的攝像平面進(jìn)行記錄。在圖像處理計(jì)算機(jī)中，將在車輛記錄中的一個(gè)或多個(gè)對比場景與它的/它們的在圖像處理中的識(shí)別特征相聯(lián)系，并借助在攝像機(jī)的攝像平面中的這一或這些場景的移動(dòng)，可以順序地進(jìn)行車輛移動(dòng)的記錄。通過在圖像處理中對攝像機(jī)的記錄場景的位置進(jìn)行程序處理，當(dāng)車輛已經(jīng)到達(dá)這一場景時(shí)，可以通過啟動(dòng)記錄用攝像機(jī)對號(hào)碼牌進(jìn)行攝錄。在通過公路收費(fèi)設(shè)施內(nèi)部的過程中，其移動(dòng)被跟蹤的車輛對付款狀態(tài)已被記錄，以便在記錄到其處于未付款狀態(tài)的車輛之后，能夠被跟蹤和記錄。
為了獲得可靠的記錄，當(dāng)對順序移動(dòng)位置的過程進(jìn)行處理時(shí)，必須將存在的干擾消除。這些干擾是指這樣一些現(xiàn)象，例如陰影，光線的漂移場景和路面的反射等。根據(jù)本發(fā)明，這些干擾能夠被消除在于，為了探測車輛的瞬時(shí)位置，采用車輛的各對比場景，該場景出現(xiàn)在距路面某一距離處，例如為車頂?shù)耐庑屋喞?。在一次處理過程中，選擇這樣的場景并進(jìn)行鎖定，在該過程中，在圖像分析時(shí)處理由按一對配置的兩個(gè)攝像機(jī)輸出立體記錄圖像。采用這種方式，通過排除在地面上和非常接近地面的上方所形成的場景，能夠在直到進(jìn)行記錄的整個(gè)移動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)對車輛的可靠跟蹤。
結(jié)合各附圖，介紹本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，其中

圖1是表示公路收費(fèi)設(shè)施的透視圖；圖2是表示用于實(shí)現(xiàn)該設(shè)施主要功能的方塊圖；圖3示意表示用于記錄順序移動(dòng)的兩個(gè)攝像機(jī)的配置；圖4表示兩個(gè)重疊的立體記錄圖像；圖5表示這兩個(gè)立體記錄圖像合并在一起；以及圖6表示不同于圖5所示的車輛的移動(dòng)位置，其時(shí)車輛已經(jīng)到達(dá)記錄位置。
根據(jù)圖1，根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)公路收費(fèi)設(shè)施設(shè)有延伸在公路2上方的門形架1，公路2具有3個(gè)車道3，不同種類的車輛4可以經(jīng)過門形架1。交通車輛并不限于需保持在一車道中，而是允許進(jìn)行車道變換和超車。因此處于自由暢行的狀態(tài)，盡可能減少中斷流暢的交通。
在門形架上，裝有兩個(gè)輔助光源裝置6、和很多使用微波的發(fā)射器和接收器組件7，這里表示了其中的三個(gè)，每個(gè)都包括用于收發(fā)的天線。此外，在每一側(cè)有一攝像機(jī)8，其指向接近交通車輛流，以便記錄不允許在邊界上駕駛的車輛。此外，在門形架的頂部中央，示有的一對攝像機(jī)9向下指向交通車流。另外，還可以配置幾對這樣的攝像機(jī)。按三對攝像機(jī)10形式安裝的各攝像機(jī)10的方向朝著和背離交通車流。這3對所示攝像機(jī)其位置接近各自車道3的中心。在每對中的一個(gè)攝像機(jī)的朝向與車流的方向相反，一個(gè)則相同。
所有這些設(shè)備都連接到一個(gè)用于對它們進(jìn)行控制和用于處理所記錄的數(shù)據(jù)的中央裝置11上。該中央裝置11再連接到中央網(wǎng)絡(luò)上，以便進(jìn)一步通信。
由圖2的方框圖中可以明顯看出該裝置的的主要功能和各功能組件。其中12指裝在大多數(shù)車輛4中的設(shè)備。
這樣一種設(shè)備可以是發(fā)送應(yīng)答器13，其配置用于采集微波信號(hào)并將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐话糜谧R(shí)別車輛的信息的應(yīng)答信號(hào)，此外一個(gè)用于經(jīng)過該發(fā)送應(yīng)答器發(fā)射數(shù)據(jù)的智能卡，該數(shù)據(jù)除了某些識(shí)別數(shù)據(jù)之外，可以由與付款條件有關(guān)的數(shù)據(jù)組成(假如應(yīng)進(jìn)行記帳付款、或假如已經(jīng)利用付款卡14，智慧(smart)卡完成預(yù)付款)。
在方塊圖中的其它元件與靜止的設(shè)備有關(guān)在門形架上裝有用于微波的發(fā)射器和接收器設(shè)備7、各攝像機(jī)8、攝像機(jī)對9以及各攝像機(jī)10，在方塊圖中它們都分別用相同的數(shù)碼來識(shí)別。屬于所述設(shè)備的其它元件用于保證設(shè)備的通信。該設(shè)備可以包含一用于檢查發(fā)射器和接收器設(shè)備7的組件11，其控制裝有設(shè)備12的車輛的記帳付款。
另外，所具有的所述設(shè)備用于檢查未裝有組件12—14的車輛以及需要以不同的方式識(shí)別車輛以及用于事后付款的檢驗(yàn)。該設(shè)備包含攝像機(jī)對9，用于探測和跟蹤該不具有適當(dāng)設(shè)備12的車輛，以及各攝像機(jī)10(圖上只表示了2個(gè))用于記錄應(yīng)當(dāng)特別檢查的車輛的號(hào)碼牌。攝像機(jī)10連接到用于對應(yīng)特別檢查的車輛攝錄進(jìn)行控制的組件11，該組件還用于匯集所記錄的圖像記錄信號(hào)和對其能夠進(jìn)行壓縮和存儲(chǔ)。這些記錄信號(hào)可以與中央設(shè)施16通信聯(lián)系，用以結(jié)合對通過而未付款的車輛調(diào)查和事后收款進(jìn)行事后處理。
概括地說，除了攝像機(jī)9配置之外，這一系統(tǒng)與公知的在引言部分所述的相對應(yīng)。然而，在該系統(tǒng)內(nèi)部還有一部分解決方案與用于車輛的順序位置記錄的系統(tǒng)有關(guān)，這種記錄發(fā)生在公路收費(fèi)設(shè)施的入口處和識(shí)別圖像的記錄處之間。這部分技術(shù)解決方案構(gòu)成為后來提出的權(quán)利要求的基礎(chǔ)，并將在下文中介紹。
如上所述，當(dāng)車輛通過公路收費(fèi)設(shè)施時(shí)，應(yīng)當(dāng)對記帳付款的車輛進(jìn)行記錄，一般情況下是通過減法從預(yù)付卡或智慧卡上扣除。這種情況導(dǎo)致進(jìn)行如下的操作步驟車輛接近—微波發(fā)射器啟動(dòng)，發(fā)送指令—車輛的發(fā)送應(yīng)答器回答—微波發(fā)射器記錄車輛的位置并檢查付款狀態(tài)。
進(jìn)行記帳—通過來自發(fā)送應(yīng)答器的激勵(lì)，在車輛中登記記錄該記帳。
向執(zhí)行處理的中央裝置報(bào)告。
然而，假如車輛沒有裝備用于自動(dòng)記帳收費(fèi)的裝置或設(shè)有處于被認(rèn)可的付款狀態(tài)，意味著在卡上沒有錢或沒有認(rèn)可記帳，車輛必須通過對于它的號(hào)碼牌進(jìn)行圖像記錄而被登記記錄。當(dāng)車輛相對于各自攝像機(jī)10處于某一位置即記錄位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行圖像記錄。從車輛首先被登記記錄的位置時(shí)的瞬間起直到車輛已經(jīng)進(jìn)入圖像記錄的位置，其應(yīng)當(dāng)被跟蹤。這種跟蹤或順序的位置記錄必須能夠進(jìn)行，而不管車輛的速度、速度的變化以及行進(jìn)中的方向變化。在維持識(shí)別的情況下，用于事后處理的圖像記錄僅應(yīng)對沒有被認(rèn)可記帳收費(fèi)的車輛進(jìn)行，該車輛已經(jīng)通過在微波發(fā)射器和裝有發(fā)送應(yīng)答器的車輛設(shè)備之間的所述相互配合作用而被識(shí)別。
借助于各攝像機(jī)9，即與用于圖像處理的設(shè)備配合工作的一對攝像機(jī)進(jìn)行順序的位置記錄。攝像機(jī)組件和圖像處理設(shè)備的操作順序包括如下的步驟在經(jīng)過微波發(fā)送接收器和/或正好直接在車輛進(jìn)入任一攝像機(jī)9的圖像場景時(shí)開始記錄；利用各攝像機(jī)開始順序的位置記錄。
某一位置，例如距兩個(gè)配合工作的攝像機(jī)的圖像場景中出現(xiàn)的位置與相同瞬時(shí)的一個(gè)位置相關(guān)，在該位置微波發(fā)送接收器能夠?qū)ρb有發(fā)送應(yīng)答器的車輛進(jìn)行登記記錄。
假如經(jīng)過微波發(fā)送接收器記錄了認(rèn)可的付費(fèi)，該系統(tǒng)對于所關(guān)注的車輛的順序位置記錄是不反應(yīng)的。
然而，假如未能認(rèn)可記帳，繼續(xù)所關(guān)注的車輛的順序位置記錄。
沿著被記錄的車輛的外形輪廓，在假設(shè)的號(hào)碼牌放置的地點(diǎn)放置一標(biāo)志器，該標(biāo)志器可以放在前號(hào)碼牌和后號(hào)碼牌的兩個(gè)位置上。
在圖像場景有—固定的用于一臺(tái)或多臺(tái)記錄用攝像機(jī)的圖像場景的標(biāo)志。
當(dāng)車輛標(biāo)志器已經(jīng)到達(dá)記錄用攝像機(jī)的標(biāo)志器時(shí)攝像機(jī)被起動(dòng)，用以記錄車輛一個(gè)或多個(gè)號(hào)碼牌。
該圖像記錄可以聯(lián)系例如為時(shí)間、地點(diǎn)和與車輛有關(guān)的例如其車型(載客轎車、公共汽車、卡車、摩托車)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記錄。
所產(chǎn)生的記錄信號(hào)被存儲(chǔ)用以處理，以便能夠進(jìn)行事后記帳收費(fèi)和可能的罰款。
根據(jù)本文提供的流程圖，只有利用微波通信已經(jīng)表明未處于許可付款的車輛才被記錄。這意味著在進(jìn)行收款和檢查操作時(shí)，必須對車輛進(jìn)行跟蹤一直到到達(dá)記錄位置。由于在收款的過程中快速的車輛行進(jìn)一相對長的距離，收款操作需要一定的時(shí)間，這就要求提供相對延伸的收費(fèi)設(shè)施的區(qū)域面積。將這一距離添加到用于記錄位置所需的長度上。在整個(gè)距離中，必須進(jìn)行跟蹤，這一距離對攝像機(jī)提供了相應(yīng)延伸的監(jiān)測區(qū)。
在另外一種解決方案中，在包括對收款狀態(tài)進(jìn)行檢查的操作的收款操作過程中，所有來臨的車輛的號(hào)碼盤被記錄并在此之后進(jìn)行跟蹤。在此之后的被記錄車輛可以分為兩組，首先，為了可以形成正確收款的一組，其次為未能正確收款的。對于后者，號(hào)碼牌的記錄提供了特定的標(biāo)志，表明應(yīng)當(dāng)進(jìn)行事后收款。最好，最終在所有其它的圖像由存儲(chǔ)裝置例如可為磁盤上刪除之時(shí)，僅在這些記錄圖像被登記記錄時(shí)進(jìn)行這種標(biāo)志。通過以這種方式沿著相同的距離進(jìn)行收費(fèi)/檢查和記錄操作，用于收費(fèi)設(shè)施的工作區(qū)域的總的距離可以降低。
這兩種所述操作順序中的哪一個(gè)被選擇并不影響利用一對攝像機(jī)9對車輛進(jìn)行跟蹤的主要功能。
即使在這里指的是對號(hào)碼牌或其它特征的記錄，但并不排除以其它方式，例如通過讀出該牌的數(shù)字編碼或任何其它編碼來進(jìn)行記錄。
在下文中，將介紹圖像處理，起始時(shí)間為當(dāng)車輛的付款狀態(tài)已經(jīng)形成并能夠登記記錄時(shí)，從成對的兩個(gè)攝像機(jī)9被啟動(dòng)的時(shí)間，直到已經(jīng)終止順序位置的跟蹤為止。
通過對攝像機(jī)的圖像以電子方式處理，在順序的位置記錄中，存在某些必須消除的問題。主要的問題是怎樣將汽車的外形輪廓和內(nèi)部的對照物能夠與在圖像場景中的不代表該特定車輛的其它外形輪廓和對照物分離開來。這些外形輪廓能夠以周圍的物體產(chǎn)生的陰影以及首先是由同時(shí)通過的車輛所產(chǎn)生的可移動(dòng)的陰影的方式出現(xiàn)。此外，可能產(chǎn)生反射，特別是在雨天氣候。這種現(xiàn)象出現(xiàn)在路面上或者直接接近路面的上方，而同時(shí)應(yīng)被記錄的每一車輛亦處在相應(yīng)高度上。因而，只有以其任一部分出現(xiàn)在路面上方某一高度的各種物體的外形輪廓被記錄和被跟蹤，然而所述高度并不是以任意方式預(yù)定的，很多不同種類的車輛可以通過公路收費(fèi)設(shè)施。參考圖3到圖6，由如下的介紹可以明顯看出這是怎樣實(shí)現(xiàn)的。
圖3中所表示的是沿水平方向所看到的如在圖1中的公路收費(fèi)站門口的一部分。對于相同功能的部分使用相同的標(biāo)注，因此示有，公路收費(fèi)站門形架1，路面2、車輛4以及兩個(gè)攝像機(jī)9，它們結(jié)合形成所述組件。圖3比圖1更示意地表示，沒有按照相同的比例表示。
兩個(gè)攝像機(jī)的指向使得彼此的攝像場景至少部分地重疊。它們的位置彼此有某一間距，以及能夠?qū)崿F(xiàn)重疊在于，它們利用它們的物鏡20彼此相向定向。它們適當(dāng)取向，使它們的各自的中心軸線21通過物鏡，以便在路面2上彼此相會(huì)。由此使得在兩個(gè)攝像機(jī)的成像平面22上，出現(xiàn)立體記錄，即從兩個(gè)不同的角度表示所關(guān)注的目的物的兩個(gè)記錄圖像。
通過利用彼此相隔某一距離并形成重疊圖像場景的各攝像機(jī)進(jìn)行記錄?？梢酝ㄟ^各自的物鏡形成成像平面，這兩個(gè)平面沿預(yù)定的直線在距攝像機(jī)某一距離處相交。在圖3所示配置中，對于左側(cè)攝像機(jī)，這一平面位于在物鏡的中心軸21方向上，并借此形成到圖像平面22的中心線。右側(cè)攝像機(jī)9以相同的方式取向。這樣設(shè)定攝像機(jī)使得這些中心平面正好在攝像機(jī)間的中心處在路面2上彼此相遇(成像平面垂直于紙的平面)。因此，由路面上的兩個(gè)攝像機(jī)所產(chǎn)生的記錄圖像，并且也只有它幾乎完全地相應(yīng)。
然而，在路面上方的位置處，在兩個(gè)攝像機(jī)中的記錄圖像隨在路面上方記錄的部分位置越高，彼此間的差別就越來越大。這一點(diǎn)由在左側(cè)攝像機(jī)處的附加的直線表示出來。如圖所示，標(biāo)志車輛的前部或后部的區(qū)域24的外形輪廓(大轎車型)怎樣相對于中心軸的平面21本身產(chǎn)生移動(dòng)。試圖代表車輛車頂?shù)牟糠?5相對于中心軸線21移出中心得更多。在另一個(gè)攝像機(jī)中出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象，不過其沿相反的方向相對中心軸產(chǎn)生位移。按照這種方式進(jìn)行所謂的立體記錄。
這一點(diǎn)表示在圖4中，其中表示怎樣利用兩個(gè)攝像機(jī)的記錄區(qū)的重疊產(chǎn)生所設(shè)想的圖像。明顯可以看出，各外形輪廓24已經(jīng)彼此向外位移，各外形輪廓25甚至彼此向外移動(dòng)得更多。通過以適當(dāng)以數(shù)字方式進(jìn)行對來自兩個(gè)攝像機(jī)的圖像信號(hào)進(jìn)行處理，對彼此具有相當(dāng)距離的外形輪廓即在路面上方某一高度處的部分的外形輪廓可以進(jìn)行檢測。適當(dāng)在較高位置處選擇較大的面積區(qū)域，選擇車輛的車頂或者在卡車的情況下，選擇貨物的頂表面。通過以這種方式進(jìn)行選擇，利用對處于某一高度的車輛的較高部分進(jìn)行立體記錄，以便檢測它的位置，由于在路面平面上的陰影和反射造成的所述干擾的影響可以消除。
在圖像處理的下一步驟中，將各外形輪廓與被選擇用于定位的外形輪廓25的標(biāo)志相結(jié)合。這一點(diǎn)如圖5中所示。通過對被標(biāo)記的外形輪廓25進(jìn)行跟蹤，經(jīng)過進(jìn)一步的圖像處理可以順序地記錄車輛的順序的位置移動(dòng)。
為了記錄車輛上安裝號(hào)碼牌的位置，將標(biāo)志器26安裝在這個(gè)位置。利用標(biāo)志器，這里意味著，它是在相對外形輪廓25的某一確定位置中形成的一個(gè)場景，其在圖像處理中用于車輛位置的連續(xù)記錄。如上所述，標(biāo)志器被放在車輛外形輪廓24的范圍內(nèi)，并環(huán)繞該號(hào)碼牌被重疊定位的區(qū)域。在圖5中提出將車輛的后號(hào)碼牌用于記錄。在圖10中所示的其中一個(gè)攝像機(jī)，其沿著通行車輛的行進(jìn)方向，因此能夠拍攝在車輛的圖像場景中的后牌。假如希望，可以替代或另外記錄前號(hào)碼牌。在圖1中，表示了記錄用攝像機(jī)的另外的配置。在這種情況下，還將標(biāo)志器定位在車輛的前外形輪廓線上。在圖1所示的收費(fèi)設(shè)施處，能夠進(jìn)行對車輛的前后號(hào)碼牌兩者的記錄，圖上明顯表示各攝像機(jī)10相對于車流的方向被分為向前的和向后的攝像機(jī)。
可以對標(biāo)志器提供內(nèi)插的場景或幀的形狀，作為攝像機(jī)的圖像場景中的記錄的一部分，并且在車輛移動(dòng)的過程中，與車輛的外形輪廓可以一起移動(dòng)。另外，在圖像處理程序中，該標(biāo)志器可以利用從外形輪廓25開始的座標(biāo)來限定。
在攝像機(jī)的圖像場景中，有一個(gè)附加的或幾個(gè)標(biāo)志器28。使用固定安裝的攝像機(jī)，該標(biāo)志器就在圖像場景中的固定位置上。與標(biāo)志器26相似，可以將標(biāo)志器28插入到圖像場景中或者例如按照固定的座標(biāo)來表示。每個(gè)標(biāo)志器28指記錄用攝像機(jī)10的記錄區(qū)域。
在車輛順序移動(dòng)的過程中，它的被記錄的外形輪廓由于圖像處理計(jì)算機(jī)的鎖定作用也被移動(dòng)到在由圖像處理計(jì)算機(jī)所選擇的外形輪廓25內(nèi)部的對比場景中。最終，這將使得與車輛外形輪廓固定在一起的標(biāo)志在圖像場景中被移動(dòng)到用于各自標(biāo)志器28的區(qū)域內(nèi)，該標(biāo)志器28代表記錄用攝像機(jī)10的圖像場景。因此已得到一個(gè)記錄位置。這一位置由計(jì)算機(jī)來檢測，并起動(dòng)記錄用攝像機(jī)，從而拍攝車輛的號(hào)碼牌。
所產(chǎn)生的圖像例如存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的磁盤中或者為了存儲(chǔ)發(fā)送到中央計(jì)算機(jī)16中。
在根據(jù)第二次提到的另外方案的如在圖1中所示的配置中，前號(hào)碼牌的記錄的位置為微波發(fā)送接收器7的起動(dòng)處，后號(hào)碼牌的記錄是在車輛通過門形架1之后。在第一種情況中，當(dāng)車輛的前號(hào)碼牌16經(jīng)過該用于指向車流的其中一個(gè)攝像機(jī)10時(shí)將進(jìn)行記錄，以及當(dāng)后號(hào)碼牌的標(biāo)志器通過用于沿著車流方向指向的攝像機(jī)的標(biāo)志器時(shí)，記錄后號(hào)碼牌。
其后進(jìn)行存儲(chǔ)的記錄數(shù)據(jù)的讀取，車輛的事后收款和可能的罰款。每一次記錄都適當(dāng)?shù)嘏c該相關(guān)過程產(chǎn)生的某些數(shù)據(jù)例如時(shí)間、地點(diǎn)、車輛狀態(tài)，即裝有還是未裝發(fā)送應(yīng)答器，以及車輛型號(hào)相關(guān)。
可以對車輛型號(hào)的檢查有興趣，以確定收費(fèi)數(shù)量。盡管由車輛管理登記部門提供號(hào)碼牌，借助于它能夠讀出車型，對車輛型號(hào)的專門檢測能使之檢查出在不同車輛之間會(huì)不會(huì)發(fā)生號(hào)碼牌的交換。
為了檢測出所關(guān)注的車輛所屬的車輛類別，是載客轎車、公共汽車、卡車或摩托車，可以使用用于記錄連續(xù)位置移動(dòng)的設(shè)備。如上所述，這種設(shè)備借助于在兩個(gè)立體記錄圖像之間的外形輪廓的移動(dòng)經(jīng)過指示，能夠讀出車輛的高度狀態(tài)，對照圖4。車輛所關(guān)注的部分越高，移動(dòng)就越大。利用在圖像處理過程中這種位移的程度，可以得到車輛的高度分布圖。對于不同的車輛類別，將有特殊的外形和尺寸。這樣，現(xiàn)代轎車型的載客轎車具有前后較低部分，即引擎蓋和行李舵部分以及其間的較高部分，即載客空間。另一方面，公共汽車通常幾乎具有幾乎豎直的前后部分以及其間相對扁平的車頂。根據(jù)這些形狀作為基礎(chǔ)，可以檢測所記錄的高度分布圖，并納入適當(dāng)?shù)能囕v類別。由在車輛外型輪廓內(nèi)部的不同圖像場景中的對照物產(chǎn)生的其它圖像因素也可用于確定車輛的類別。
根據(jù)本發(fā)明的利用圖像記錄對車輛的順序移動(dòng)進(jìn)行跟蹤和探測的方法，包含記錄各立體圖像，并通過比較這些圖像形成在路面行駛的汽車的外形輪廓，其為出現(xiàn)在與路面形成某一距離處的。這一外形輪廓，或者是相同的或是附加的外形輪廓的某一部分用作對其鎖定的圖像部分，以及通過其在圖像場景中的位移，可以記錄車輛的移動(dòng)。
在圖3中，表示按對稱配置的立體記錄的原理。這樣確定攝像機(jī)9的指向，使得物鏡的中心軸線21在路面2中的一個(gè)共同點(diǎn)上彼此相交。車輛4相對于這一點(diǎn)依次對稱地分布。實(shí)際上很難得產(chǎn)生這種情況。車輛可能在攝像機(jī)的工作區(qū)內(nèi)并排占有不同的位置。這將導(dǎo)致車輛外輪形廓在圖像場景中移動(dòng)。不必考慮這些，仍可以采用所述的用于位置記錄的主要原理。即使攝像機(jī)配置不是完全對稱的，或者假定通過物鏡的不是中心軸線的其它軸線作為參考軸線彼此相交在路面上，也可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
以上所述的圖像處理是指它的主要步驟。還可以附加另外的步驟，例如將在攝像機(jī)的圖像場景中可能產(chǎn)生畸變的實(shí)際圖像校正為在攝像機(jī)的圖像場景上的正確形狀。在不偏離基本原理的情況下，還可以附加其它處理步驟。
在一對攝像機(jī)中，可以同時(shí)跟蹤和記錄幾個(gè)車輛。假如改變了車道，盡管發(fā)生這種情況，也必須使車輛能夠被跟蹤。因此，或者要求一對攝像機(jī)覆蓋所有的車道，或者圖像處理允許車輛圖像在幾對攝像機(jī)對中間轉(zhuǎn)移。在前一種情況下，假如能用一對攝像機(jī)覆蓋整個(gè)路面的話，這種配置能夠降低到使用一對攝像機(jī)。
在第一種特指的替換方案中，是假設(shè)只有那些應(yīng)當(dāng)被搜尋調(diào)查的車輛進(jìn)行跟蹤和記錄。然而，在過程的任何一步可以對記錄進(jìn)行刪除，而根據(jù)第二種替換方案，除去存儲(chǔ)應(yīng)當(dāng)被搜尋調(diào)查的車輛的圖像以外，可以跟蹤和記錄其余所有的車輛。
為了選擇應(yīng)當(dāng)事后處理的圖像，發(fā)送接收器設(shè)備7必須與裝有發(fā)送應(yīng)答器的車輛的探測配合工作。通過采用幾個(gè)天線，可以估計(jì)進(jìn)入收費(fèi)設(shè)施的工作區(qū)域的車輛位置。這種情況用于相關(guān)車輛分別在微波和攝像機(jī)系統(tǒng)中的車輛識(shí)別。一種優(yōu)選的操作方法是各車輛進(jìn)入攝像場景區(qū)域時(shí)，各攝像機(jī)9拍攝所有的車輛。同時(shí)，同時(shí)微波系統(tǒng)進(jìn)行檢查和記帳操作。當(dāng)具有組件12的車輛已被登記認(rèn)可時(shí)，利用微波計(jì)算車輛的瞬時(shí)位置。這個(gè)位置這時(shí)可能與在圖像處理中的相應(yīng)車輛的位置相關(guān)。因此，這個(gè)車輛可以從搜索調(diào)查過程中被消除。
最后，應(yīng)當(dāng)提到要適當(dāng)配置在邊界處的各攝像機(jī)8，以便記錄在公路邊界處駕駛的所有車輛。假如認(rèn)為不存在作業(yè)車輛和某些官方車輛，這種交通狀況總是應(yīng)認(rèn)為是不可能的。
權(quán)利要求
1.一種記錄地面(2)上的車輛(4)的移動(dòng)的方法，其特征在于，為了記錄車輛(4)的順序移動(dòng)位置，使用攝像機(jī)裝置，在地面上方某一距離處設(shè)置，并裝有沿與地面(2)的主要平面相平行的方向間隔配置的各攝像機(jī)(9)，這些攝像機(jī)其中的每一個(gè)在它們的各自的成像平面(22)上對地面(2)上的一個(gè)區(qū)域進(jìn)行定向記錄，使這些圖像至少局部地彼此重疊，因此在各攝像機(jī)中產(chǎn)生成對的立體記錄圖像，在這些成對的立體記錄圖像中，在圖像處理中，將在車輛(4)的外形輪廓(24)內(nèi)部的各對比場景25的相互位置進(jìn)行比較，這些對比場景(25)位于在地面上方不同的高程上，通過評估至少一個(gè)這樣的場景，利用在該場景的兩個(gè)記錄圖像之間的明顯移動(dòng)表明該場景處在距地面某一距離處，以便在圖像處理中在跟蹤車輛的移動(dòng)中作為一個(gè)標(biāo)志器使用，使得順序的移動(dòng)位置被記錄。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，特別是希望用于當(dāng)車輛已經(jīng)到達(dá)預(yù)定的記錄位置(28)時(shí)，記錄/讀取車輛(4)的號(hào)碼牌或其它特征的方法，其特征在于，在圖像處理過程中，將其中一個(gè)所記錄的車輛(4)的對比場景與用于相對于場景(24)的外形輪廓的位置的至少一個(gè)標(biāo)志器(26)相結(jié)合，位于計(jì)算其中的號(hào)碼牌或其它特征的位置，還在于，配置一個(gè)用于所述記錄位置的一個(gè)附加的標(biāo)志器(28)，以及在于起動(dòng)記錄/讀出設(shè)備(9)以進(jìn)行記錄，當(dāng)進(jìn)行圖像處理時(shí)，與記錄位置(28)的標(biāo)志器協(xié)同，檢測在車輛的順序移動(dòng)中的車輛的標(biāo)志器(26)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在圖像處理中通過比較在兩個(gè)立體記錄圖像中在各種高程中的各不同車輛外形輪廓(24，25)的移動(dòng)，產(chǎn)生用于識(shí)別車輛(4)的類別的等高外形輪廓圖，以及在于，將所述等高外形輪廓圖與對于不同車輛類別所形成的等高外形輪廓相比較，這些不同車輛類別例如載客轎車、公共汽車、卡車和摩托車，同時(shí)產(chǎn)生表明被記錄的車輛所屬的類別。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，特別是希望用于記錄通過公路收費(fèi)設(shè)施的車輛(4)的號(hào)碼牌或其它特征的方法，其特征在于，當(dāng)各個(gè)車輛(4)進(jìn)入收費(fèi)設(shè)施時(shí)進(jìn)行記錄，在于跟蹤車輛的順序位置移動(dòng)分別持續(xù)一定長度時(shí)間和距離，使之完成檢查和/或收款操作，并因此使特定車輛歸類，在這種方法中只有這樣的記錄圖像被登記記錄，這些記錄圖像均與未能進(jìn)行許可檢查和/或收款操作的車輛相關(guān)。
5.一種用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的方法，其對在地面(2)上的車輛(4)的位移進(jìn)行記錄，其特征在于，至少一個(gè)攝像機(jī)設(shè)備配置在地面(2)上方某一距離處，并且至少由一對攝像機(jī)(9)構(gòu)成，它們位于在與地面的主平面相平行的方向上彼此相隔某一距離，各攝像機(jī)定向，使得每個(gè)攝像機(jī)在它們各自的圖像面(22)上記錄地面(2)的一個(gè)區(qū)域，各記錄圖像至少局部彼此重疊，使得在各攝像機(jī)中產(chǎn)生成對的記錄圖像，通過配置一個(gè)圖像處理器，將在車輛外形輪廓內(nèi)部的，在各自的記錄圖像中出現(xiàn)的對比場景的各不同的相互位置進(jìn)行比較，這些對比場景位于在地面上方的不同高程處，以及在圖像處理過程中安排選擇至少一個(gè)這樣的場景，借助兩個(gè)記錄圖像之間和移動(dòng)表示其位于距地面某一距離處，在順序的移動(dòng)位置的記錄過程中在跟蹤車輛移動(dòng)時(shí)，例如將車輛的車頂作為一指示器。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在公路收費(fèi)設(shè)施配置一種設(shè)備，用于對通行的車輛(2)自動(dòng)記錄收費(fèi)，配置攝像機(jī)設(shè)備9，以便記錄當(dāng)各個(gè)車輛通過收費(fèi)設(shè)施的工作區(qū)域和通過至少一個(gè)記錄位置時(shí)，記錄各個(gè)車輛的順序移動(dòng)位置，在該記錄位置處配置一個(gè)用于記錄車輛的一個(gè)識(shí)別特征例如它的號(hào)碼牌的裝置，以及至少配置一個(gè)攝像機(jī)(10)，以便記錄所關(guān)注的車輛的號(hào)碼牌或其它特征，以及另外配置圖像處理設(shè)備以起動(dòng)裝置(10)，以便當(dāng)經(jīng)過攝像機(jī)已經(jīng)表明車輛的號(hào)碼牌和其它特征已經(jīng)分別到達(dá)記錄位置時(shí)，通過最初指出的攝像機(jī)設(shè)備(9)輸出的指示進(jìn)行記錄。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，該公路收費(fèi)設(shè)施還配置至少一個(gè)設(shè)備(7)，用于利用無線電波與配置在車輛(2)中的車輛組件(12)進(jìn)行通信聯(lián)系，該組件(12)包含用于無線電波的發(fā)射器和接收器設(shè)備，最好為一發(fā)送應(yīng)答器(13)，其配置使得能夠利用無線電波進(jìn)行記賬和檢查付款狀態(tài)，使用無線電波的公路收費(fèi)設(shè)施的發(fā)射器和接收器設(shè)備(7)連接到一用于跟蹤和記錄車輛的包含所述攝像機(jī)設(shè)備(9)、圖像處理設(shè)備、記錄用攝像機(jī)(10)或其它裝置的系統(tǒng)上，以便在記錄過程和記錄圖像的登記記錄時(shí)，在這樣一些車輛之間進(jìn)行選擇，這些車輛為已經(jīng)利用發(fā)射器和接收器設(shè)備對其的記帳操作被登記記錄的，以及這種記帳沒有被登記記錄的。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，該公路收費(fèi)設(shè)備(7，11)還包含一用記于錄數(shù)據(jù)，例如各個(gè)車輛(4)的通行時(shí)間和地點(diǎn)的以及最好還用于檢測車輛類別的裝置，以及其進(jìn)而控制將這些記錄的數(shù)據(jù)與對所關(guān)注的車輛的號(hào)碼牌或其它特征的各自記錄相聯(lián)系。
9.如權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，該公路收費(fèi)設(shè)施配置有例如為記錄用攝像機(jī)(10)的記錄裝置，其配置用以記錄進(jìn)入收費(fèi)設(shè)施的工作區(qū)的所有車輛的識(shí)別特征，還在于配置用于記錄各車輛的順序移動(dòng)位置的攝像機(jī)設(shè)備(9)，以便在車輛通過整個(gè)距離的過程中在公路收費(fèi)設(shè)施進(jìn)行用于檢查付款狀態(tài)和有效付款的操作的同時(shí)，進(jìn)行這種記錄，每次操作都針對一特定的車輛；還在于配置各種裝置，以便對于下面的處理，它們僅記錄一些涉及這樣一些車輛的記錄信號(hào)，這些車輛通過所述操作已經(jīng)確認(rèn)處于未被認(rèn)可的付款狀態(tài)。
全文摘要
一種利用一對攝像機(jī)(9)記錄車輛順序移動(dòng)位置的方法和裝置。其位于車輛(2)所在地面上方某一距離處，各攝像機(jī)彼此間隔一定距離，每個(gè)的朝向使得能夠攝錄地面(2)上的彼此重合的區(qū)域。因此在各攝像機(jī)中形成成對的立體記錄圖像，它們在圖像處理中用以比較。借助于車輛外形輪廓(24，25)的不同位置，這些外形輪廓處在地面上的不同高程上，選擇這樣一個(gè)外形輪廓，通過兩個(gè)記錄圖像之間的明顯位移表示處在地表上方某一位置的該外形輪廓。這一車輛外形輪廓(25)用在圖像處理中，在跟蹤車輛位移中作為一個(gè)指示器。
文檔編號(hào)G07B15/06GK1124521SQ9419227
公開日1996年6月12日 申請日期1994年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月28日
發(fā)明者朗·瓊森, ?？恕ぐ_克森 申請人:紳寶·斯堪尼亞聯(lián)合技術(shù)股份有限公司