[发明专利]一种应用电子车牌的车辆违章监控和追踪定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及车辆及交通监控技术领域，尤其涉及一种应用电子车牌的车辆违章监控和追踪定位系统。

背景技术

在路网中，车辆的出行轨迹包含着丰富的交通出行与状态信息，如出行路径、出行时间、实时位置等信息，因此车辆的出行轨迹可看作是路网交通运行的静态存储。车辆出行轨迹分析需要获取完整的车辆出行轨迹，相比于交通量观测（面向单一路段）、OD观测（面向出行的起终点），对调查分析的结果提出了更高的精确性和完整性要求。

车辆身份识别和定位是获取出行轨迹的核心技术，身份识别是用于读取车辆的信息，定位是为了确定车辆实时的位置。目前，技术上应用比较广泛的车辆身份识别和定位的方法主要包括基于车牌视频图像的识别方法、基于专用短程通信DSRC的识别方法和基于电子标签RFID的射频识别方法等。其中，随着视频图像采集与处理技术的不断发展，基于车辆视频图像识别车辆信息的方法的应用也越来越广泛。但是，车辆图像识别方法易受恶劣天气、灯光、阴影等环境因素的影响，汽车的动态阴影也会对其产生干扰，而且基于车辆图像的识别需要同时涉及图像采集、存储、传输和处理等诸多环节，系统实现复杂要求高；DSRC主要实现车辆的自动识别、自动交费、交易信息记录等功能，多用于高速公路的ETC系统，其主要优点是身份识别率接近100%，可全天候工作，但由于其设计的目标是实现短距离的通信，所以该技术经常用于某一路段上对车辆的身份识别，而不适合用于城市道路网下对全部车辆的定位。

发明内容

针对现有技术中对于车辆定位及识别存在的可靠性不高以及实现距离短的技术问题，本发明公开了一种应用电子车牌的车辆违章监控和追踪定位系统。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种应用电子车牌的车辆违章监控和追踪定位系统，其特征在于具体包括：安装了无源RFID电子标签的车辆、铺设在路肩的RFID阅读器、安装在指挥中心的服务器，所述铺设在路肩的RFID阅读器读取通过该位置的车辆中的RFID电子标签以及车辆的通行数据，并将读取到的车辆信息和通行数据发送给安装在指挥中心的服务器，通过安装在指挥中心的服务器判断出该车辆是否违章并进行追踪定位;其中车辆上的RFID电子标签记载了该车辆的静态参数，车辆的通行数据为通过车辆的动态参数。

更进一步地，上述车辆的动态参数包括车辆通过检测位置时的瞬时速度，通过在路肩上间隔地铺设n个RFID阅读器，根据车辆相对于n个RFID阅读器的产生的多普勒效应计算得到车辆的瞬时速度。

更进一步地，上述对利用多普勒效应计算车辆瞬时速度的具体过程为： 安装有RFID标签的车辆在安装有RFID阅读器的车道上行驶。当车辆进入RFID阅读器识读区域时，电子标签被激活，将存储信息以电磁波的方式传送给阅读器。由于车辆保持在一定的速度条件下，电磁波频率发生改变，因此可以通过多普勒效应测量此时车辆的速度。如图2所示，代表车辆的行驶速度，代表车辆行驶方向与阅读器的夹角，为车辆到阅读器之间的垂直距离。为车辆到阅读器之间的垂直距离。根据几何关系可得：，其中。同时，由于系统中使用的RFID卡是无源卡，因此只对来自阅读器的电磁波进行反射。因此可以通过接受和发射电磁波频偏来计算车辆速度，公式为，因此，可计算得到车辆速度：，表示标签发射电磁波的波长。当车辆驶入RFID天线识读区域时，将检测到的频偏以（时间，RFID阅读器编号，RFID编号，频偏）的数组形式存入数据库。在RFID阅读器不重叠区域，当有且仅有一个阅读器读取到RFID标签时，在时刻下只有一个数组存在，直接利用上式计算得到速度；在RFID阅读器重叠区域时，有多个阅读器同时检测到RFID，在该时刻下，将数据库中时间、RFID编号相同的数组中的频偏值进行算术平均数运算，减小误差，计算得到速度值。

更进一步地，上述车辆的动态参数包括检测位置的交通流密度，得到交通流密度的具体方法为：，其中是指在某一瞬间，在单位长度的道路上存在的车辆，通常按1km计算；为检测路段上个RFID阅读器在该时刻读取的车辆个数，为所检测路段的长度。

更进一步地，上述车辆的动态参数包括检测位置的交通量，得到交通量的具体方法为：，其中为从初始时刻开始到终止时刻结束的交通量，为通过检测路段上个RFID阅读器在该时刻读取的车辆个数；分别为检测的初始时刻和终止时刻；为在检测时间段内在该路上的读卡器检测到的车辆。