停车位与车辆识别信息自动匹配方法及停车系统
技术领域
本发明涉及一种用于开放区域的停车位与车辆识别信息自动匹配方法。此外，本发明还涉及一种利用所述方法的停车系统。
背景技术
传统无人值守的开放式路侧停车场，用户停车结束准备驶离时，通过扫描对应车位二维码，输入车牌号，来完成付费。
目前一些新的路侧停车场，使用一些电子设备来监控用户的停车行为，如摄像头、ETC、车位传感器等。但现有的解决方案主要存在两个问题，硬件设备成功高和车牌识别匹配不准确导致无法监控、取证用户停车逃费问题。本技术方案使用摄像头、ETC、车位传感器，通过后端服务器识别、匹配计算，既解决成功高的问题，又能解决识别匹配不准确的问题。
现有的一些停车管理方案中，例如每个停车位安装摄像头，通过摄像头拍摄照片、视频传到后端服务器以记录监控用户停车行为；用户离开付费时，扫描对应的车位二维码，从后端服务器获取停车信息：车牌号和停车时长，付费后驶离。上述方案的成本高且维护难度大，在车位边上安装的摄像头为了拍清楚车牌，无法高位安装，存在人为遮挡、破坏的风险。
而现有的不采用摄像头的停车管理方案，使用ETC和车位地磁传感器相结合，ETC负责读取车辆识别信息，地磁传感器感知车辆停车，传到后端服务器进行匹配。该方案ETC天线读取车辆识别信息时存在被相邻天线对应车位的车辆干扰的可能性，容易出现匹配错误。
发明内容
本发明针对现有的高成本、车牌识别匹配存在错误的问题，提供一种停车位与车辆识别信息自动匹配方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。例如，通过摄像头、ETC设备和传感设备实现停车位标识(ID)与车辆识别信息自动匹配，实现开放停车场的无人值守和自动收费。
本发明还提出一种利用上述方法的停车系统。
本发明的技术方案一方面为一种停车位与车辆识别信息自动匹配方法，所述方法包括以下步骤：按照预设的时间间隔定期获取道路两侧的高位摄像头拍摄的车辆照片，根据所述车辆照片确定一辆或多辆车驶入，并识别驶入车辆车牌号码，记录驶入时间点；根据车速范围、拍摄到驶入车辆的摄像头和每个ETC设备的距离计算每个ETC设备对应每个驶入车辆的有效时间；获取从所述驶入时间点起的对应的有效时间内一个或多个ETC设备新读取到的车辆识别信息、对应的车辆识别信息读取时间点，以及传感设备的触发占位信息；所述触发占位信息至少包括触发占位时间点和停车位标识；将所述停车位标识与所述车辆识别信息进行匹配。
在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：获取高位摄像头拍摄的车辆照片，确定驶入车辆仅有一辆，并识别所述驶入车辆的车牌号码，记录对应的驶入时间；获取一个或多个ETC设备在其对应的所述有效时间内多次读取到新增的一辆车的车辆识别信息，确定所述车辆识别信息中的车牌号码与所述驶入车辆的车牌号码相同，并记录车辆识别信息读取时间点；获取一个或两个传感设备在预设时间段内的触发占位信息，根据ETC设备与传感设备的关联信息，确定与所述传感设备关联的ETC设备；根据触发占位时间信息、与发送所述触发占位信息的传感设备关联的ETC设备，将停车位标识与所述车辆识别信息进行匹配。
在一些实施例中，所述根据触发占位时间信息、与发送所述触发占位信息的传感设备关联的ETC设备，将停车位标识与所述车辆识别信息进行匹配步骤包括：确定在所述预设时间内产生占位触发信息的传感设备数量为2，并且分别与两个传感设备相关联的第一ETC设备和第二ETC设备的唯一设备号不相同；获取所述第一ETC设备和第二ETC设备的所述车辆识别信息读取时间点，确定所述第一ETC设备的所述车辆识别信息读取时间点比所述第二ETC设备的所述车辆识别信息读取时间点早，确定所述车辆识别信息匹配第一ETC设备关联的传感设备的停车位标识。
在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：获取高位摄像头拍摄的车辆照片，确定多辆车辆驶入，并识别所有驶入车辆的车牌号码，记录所述驶入车辆各自对应的驶入时间；获取一个或多个ETC设备在其对应的所述有效时间内多次读取到的新增的车辆识别信息，将所述车辆识别信息中的车牌号码与所述驶入车辆的车牌号码进行匹配，并记录车辆识别信息读取时间点；将已成功与所述驶入车辆的车牌号码匹配的车辆识别信息对应的车辆识别信息读取时间点按照先后顺序进行排列；获取预设时间内所有传感设备的触发占位信息，将所述触发占位信息的各自的触发占位时间点按照先后顺序进行排列，将排列好的车辆识别信息和触发占位信息中的停车位标识按顺序进行一一匹配。
在一些实施例中，所述方法还包括：将排列好的车辆识别信息和触发占位信息中的停车位标识按顺序进行一一匹配后，确定存在车辆识别信息未匹配；进入等待状态，超过ETC设备读取无效时间后，未匹配的车辆识别信息不能被读取到时，确定所述未匹配的车辆识别信息对应的车辆未发生停车行为。
在一些实施例中，所述方法还包括：处于所述等待状态时，获取所述摄像头拍摄的车辆照片，确定存在离开的车辆的车牌号码于所述未匹配的车辆识别信息的车牌号码相同，确定所述未匹配的车辆识别信息对应的车辆未发生停车行为。
在一些实施例中，所述获取从所述驶入时间点起的对应的有效时间内一个或多个ETC设备新读取到的车辆识别信息步骤包括：新读取到的车辆识别信息通过获取所述ETC设备定期扫描天线范围内的车辆识别信息并记录，与上一扫描周期记录的车辆识别信息进行比较得到。本发明第二方面涉及一种后端服务器，包括存储器和处理器，所述处理器执行储存在所述存储器中的计算机程序时实施所述的停车位与车辆识别信息自动匹配方法车辆识别信息。
本发明第二方面涉及一种后端服务器，包括存储器和处理器，所述处理器执行储存在所述存储器中的计算机程序时实施上述的停车位与车辆识别信息自动匹配方法。
本发明第三方面涉及一种用于开放区域的停车系统，该开放区域包括阵列的多个停车位，所述停车系统包括：设置在每个停车位的传感设备；多个具有ETC天线的ETC设备，所述ETC天线设置在所述开放区域且所述ETC天线的信号范围同时覆盖多个所述停车位，用于与预设范围内的车辆上的无线终端通信，该无线终端包含车辆识别信息；上述的后端服务器，该后端服务器分别与所述传感设备和所述ETC设备通信连接。
在一些实施例中，所述停车系统还包括一个或多个ETC控制器，一个所述ETC控制器用于管理多个所述ETC天线；所述传感设备包括地磁车位传感器；所述无线终端包括车载OBU终端，所述车辆识别信息包括车辆OBU的身份标签信息和车牌号码。
本发明的有益效果如下：
(1)解决现有技术中ETC天线读取车辆识别信息时存在被相邻天线对应车位的车辆干扰的可能性，容易出现匹配错误的问题；
(2)能够针对停车逃费行为进行完备的取证，有效防止停车逃费的行为；
(3)成本较低，维护难度不大。
附图说明
图1为根据本发明的停车位与车辆识别信息匹配方法的总体流程图。
图2为根据本发明的车辆、设备(摄像头、ETC、车位传感器)和后端服务器联动的过程示意图。
图3为根据本发明的车牌识别、车辆识别信息匹配的示意图。
图4为根据本发明的实施例中单个车辆的车辆识别信息匹配的流程图。
图5为根据本发明的实施例中多车辆的车辆识别信息匹配的流程图。
图6为根据本发明的实施例中筛选新增车辆识别信息的流程图。
图7为根据本发明的包含车位传感器的停车系统的示意图。
图8为根据本发明的实施例中的停车系统的ETC设备的天线的纵向覆盖示意图。
图9为根据本发明的实施例中的停车系统的ETC设备的天线的横向覆盖示意图。
图10为根据本发明实施例中的停车系统的户外天线结构示意图。
图11为图10所示的天线的覆盖范围方向图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。本文所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。
参照图1、图2、图3和图7，在一些实施例中，根据本发明的停车系统包括设置在道路两端的高位摄像头、多个包含有ETC天线的ETC设备、设置在停车位的多个传感设备以及与ETC设备和传感设备联网的后端服务器。其中，摄像头拍摄道路两端的车辆照片并定期上传至后端服务器，后端服务器根据车辆照片判断是否有车辆驶入停车区域，并识别车辆的车牌号码，记录车辆驶入时间。传感设备通过物理方式检测车位上是否停有车辆，并且把停车位标识和停车开始时间以及离开时间上传至后端服务器。ETC设备控制ETC天线扫描有效距离内的或者是车位范围的车辆身份标签得到车辆识别信息，并将读取到的车辆识别信息上传至后端服务器。后端服务器根据车辆驶入时间点、ETC设备读取的车辆识别信息及车辆识别信息读取时间点、以及传感设备的触发占位信息，将相应的停车位标识和车辆识别信息关联。
在一些实施例中，摄像头实时监控道路两端，能够智能识别车辆，当拍摄范围内有车辆时拍摄一张或多张车辆照片并存储，定期将存储的车辆照片和拍摄时间以及摄像头ID上传至后端服务器。后端服务器根据车辆照片判断车辆行驶方向以及上传该车辆照片的摄像头ID，确定有车辆驶入停车区域，识别该车辆的车牌号码、记录拍摄时间为该车辆的车辆驶入时间点。
在一些实施例中，路侧停车位的旁边，装有包含有ETC控制器及长条形的ETC天线的ETC设备，用于读取车辆识别信息。天线的读取范围通过天线的形状、安装角度，限定在临近的四个车位，由于天线的特性，无法精确限定读取数据的范围，存在读取到旁边天线对应的车位和道路上正常驶过的车辆信息。本方案后面会说明如何解决这种误读的情况。ETC设备把读取到的车辆识别信息发到后端服务器；一个ETC控制器可以管理多个ETC天线。
在一些实施例中，传感设备为地磁的车位传感器，其中，在每一个停车位的地面上设置地磁传感器，地磁传感器的物理通信地址与停车位标识一一对应。当有车辆位于车位时，对应的地磁传感器触发占位信号。
在一些实施例中，每个ETC天线和对应的四个停车位上安装的车位传感器，在后端服务器上用它们的唯一设备号进行关联。
参照图10，在一些实施例中，ETC设备的天线阵列的天线单元21可以采用户外线极化方案。考虑到小风阻和轻量化，其中天线单元21包括一对呈V形的反射板211以及每个反射板211外侧分别共线地布置一对偶极子。该天线设备模拟的方向图如图11所示，优选地，可以通过相控阵技术，使通信区域内有效信号能量更加集中。因而在室外部署采用V形反射板211组合4偶极子阵212，可满足覆盖多个车位的线极化需求。例如，参照图8和图9，在开放性停车区域是沿路边设置一排停车位的实施例中，将天线设备在车位中部设置悬高约3m，可使覆盖直径纵向长度L为约40m至60m，覆盖范围纵向角度约160°至170°，并且横向覆盖直径W约2m，角度约为40°。经过调节和优化的天线设备可以覆盖所需停车区域的长(比如某几个连续车位的总长)和宽(比如车位的宽度)，使得在实际停车的场景下，天线尽量不会扫描到停车位旁边行驶过的车辆的身份标签。
在一些实施例中，后端服务器包括存储器和处理器，所述处理器执行储存在所述存储器中的计算机程序时，获取摄像头拍摄的车辆照片，采集传感设备和ETC设备的数据，和/或控制ETC设备在需要的时间节点进行扫描以获取数据，然后基于摄像头拍摄车辆照片时间点、ETC设备读取的车辆识别信息及车辆识别信息读取时间点、以及传感设备的触发占位信息分析停车位标识和车辆识别信息的关联，即实施根据本发明的停车位与车辆识别信息匹配方法。
参照图1，在一些实施例中，根据本发明的停车位与车辆识别信息匹配方法包括以下步骤：
A、按照预设的时间间隔(比如30s)定期获取道路两侧的高位摄像头拍摄的车辆照片，根据车辆照片确定一辆或多辆车驶入，并识别驶入车辆车牌号码，记录驶入时间点；
B、根据车速范围、拍摄到驶入车辆的摄像头和每个ETC设备的距离计算每个ETC设备对应每个驶入车辆的有效时间；
C、获取从驶入时间点起的对应的有效时间内一个或多个ETC设备新读取到的车辆识别信息、对应的车辆信息识别读取时间点，以及传感设备(比如是地磁传感器)的触发占位信息；其中，触发占位信息包括触发占位时间点和停车位标识；
D、将停车位标识与车辆识别信息进行匹配。
参照图4，在进一步的实施例中，单个车辆的车辆识别信息匹配方法包括以下步骤：
S110、获取高位摄像头拍摄的车辆照片，确定驶入车辆仅有一辆，并识别所述驶入车辆的车牌号码，记录对应的驶入时间；
S120、根据车速范围、拍摄到驶入车辆的摄像头和每个ETC设备的距离计算每个ETC设备对应的有效时间；
S130、获取一个或多个ETC设备在其对应的有效时间内多次读取到新增的一辆车的车辆识别信息，对比车辆识别信息中的车牌号码与驶入车辆的车牌号码相同，并记录车辆识别信息读取时间点；
S140、获取一个或两个传感设备在预设时间段内的触发占位信息，根据触发占位信息，将停车位标识与车辆识别信息进行匹配。
在一些实施例中，存在两个ETC天线同时持续读取到同一辆车的信息的情况，说明车辆停止两个ETC天线的交界处，则根据ETC天线获取的车辆识别信息时间和对应的车位传感器的感知时间来判定车辆停在哪个位置上。
参照图4，在进一步的实施例中，单个车辆的车辆识别信息匹配方法还包括以下步骤：
S141、在预设时间内产生触发占位信息的传感设备的数量N；当N＝1时，执行步骤S149；当N＝2时，执行步骤S142；
S142、分别与两个传感设备相关联的第一ETC设备和第二ETC设备的唯一设备号是否相同？如果是，执行步骤S143，如果不是，执行步骤S146；
S143、接收到第一传感设备的触发占位信息比接收到第二传感设备的触发占位信息早？如果是，执行步骤S144，如果不是，执行步骤S145；
S144、将车辆标识信息与第二传感设备关联的停车位标识匹配；结束本次匹配流程；
S145、将车辆标识信息与第一传感设备关联的停车位标识匹配；结束本次匹配流程；
S146、第一ETC设备的车辆识别信息读取时间点比第二ETC设备的车辆识别信息读取时间点早？如果是，执行步骤S147，如果不是，执行步骤S148；
S147、将车辆标识信息与第一ETC设备关联的传感设备的停车位标识匹配；结束本次匹配流程；
S148、将车辆标识信息与第二ETC设备关联的传感设备的停车位标识匹配；结束本次匹配流程；
S149、获取该传感设备关联停车位标识；执行步骤S1410；
S1410、将车辆标识信息与停车位标识匹配；结束本次匹配流程。
参照图5，在另一实施例中，多车辆的车辆识别信息匹配方法包括以下步骤：
S210、获取高位摄像头拍摄的车辆照片，确定多辆车辆驶入，并识别所有驶入车辆的车牌号码，记录驶入车辆各自对应的驶入时间；
S220、根据车速范围、拍摄到驶入车辆的摄像头和每个ETC设备的距离计算每个ETC设备对应每个驶入车辆的有效时间；
S230、获取一个或多个ETC设备在其对应的有效时间内多次读取到的新增的车辆识别信息，将车辆识别信息中的车牌号码与驶入车辆的车牌号码进行匹配，并记录车辆识别信息读取时间点；
S240、将已成功与驶入车辆的车牌号码匹配的车辆识别信息对应的车辆识别信息读取时间点按照先后顺序进行排列；
S250、获取预设时间内所有传感设备的触发占位信息，将所述触发占位信息的各自的触发占位时间点按照先后顺序进行排列，将排列好的车辆识别信息和触发占位信息中的触发占位停车标识按顺序进行一一匹配。
参照图5，在进一步的实施例中，多车辆的车辆识别信息匹配方法还包括以下步骤：
S251、获取预设时间内所有传感设备的触发占位信息，将所述触发占位信息的各自的触发占位时间点按照先后顺序进行排列；
S252、将排列好的车辆识别信息和触发占位信息中的触发占位停车标识按顺序进行一一匹配；
S253、是否存在未匹配的车辆识别信息？如果是，执行步骤S254，如果不是，结束本次流程；
S254、等待状态；
S255、是否超过ETC设备读取无效时间？如果是，执行步骤S256，如果不是，返回步骤S254；
S256、ETC设备是否能读取到未匹配的车辆识别信息？如果是，执行步骤S257，如果不是，执行步骤S258；
S257、确定未匹配的车辆信息对应的车辆未发生停车行为；
S258、确定存在不能识别的车辆发生停车行为。
在一些实施例中，当ETC设备读取到的车辆识别信息多于对应的车位传感器感知的车辆数量时，说明有的车只是经过被ETC设备读取到信息，并没有停入对应的车位；当路口摄像头识别到车辆驶离道路，可马上判定车辆没有停车行为，无需等待超过30秒的ETC设备读取无效时间。
参照图6，在一些实施例中，停车位与车辆识别信息匹配中的筛选新增车辆识别信息方法包括以下步骤：
a、按照预设的时间间隔定期获取道路两侧的高位摄像头拍摄的车辆照片，根据所述车辆照片确定一辆或多辆车驶入，并识别驶入车辆车牌号码，记录驶入时间点；
b、根据车速范围、拍摄到驶入车辆的摄像头和每个ETC设备的距离计算每个ETC设备对应每个驶入车辆的有效时间；c、获取一个或多个ETC设备在其对应的有效时间内多次读取到新增的一辆车的车辆识别信息，并记录车辆识别信息读取时间点；
d、获取传感设备在预设时间段内的触发占位信息，根据触发占位信息，将停车位标识与车辆识别信息进行匹配。
在进一步的实施例中，停车位与车辆识别信息匹配中的筛选新增车辆识别信息方法包括以下步骤：
c1、ETC设备定期扫描的天线范围内的车辆识别信息并记录，获取当前扫描周期和上一扫描周期的车辆识别信息；
c2、比较当前扫描周期与上一扫描周期的车辆识别信息，得到新增的车辆识别信息，并记录车辆识别信息读取时间；
c3、将新增的车辆识别信息与车牌号码关联。
本实施例中的天线范围可以作为限制条件，其包括设置在开放停车区域中的天线系统的天线设备与多个停车位之间的通过预先标定或调试确定的一组预定距离。所述预定通信距离也可以根据所述天线设备的当前信号传输角度而改变。天线设备的信号范围横向和纵向覆盖多个停车位，因此多个停车位的外围边界中的每一个点到所述天线设备的距离小于或等于所述预定距离。此外，将当前未被停车的可用停车位范围内的空间区域动态地设为所述划定范围，从而使得在未停车的车位中的车辆无线终端信息才被识别成有效，以排除干扰信息。
在一些实施例中，车辆驶离停车位时，车位传感器首先获得感知，对应的信息发到后端服务器，对应的ETC设备持续30秒读取不到该车信息，可判定该车已经结束停车，驶离车位。
对于没有安装ETC设备，以及车牌信息无法识别的车辆，无法自动识别车牌和进行车位匹配，不在本方案的限定范围之内。
应当认识到，本发明实施例中的方法步骤可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还可以包括计算机本身。
计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。
