[发明专利]一种基于大数据平台的虚拟卡口管理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其是一种基于大数据平台的虚拟卡口管理方法及系统。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速发展，国内机动车数量迅速增长，交通管理现状和需求的矛盾进一步加剧，与交通相关的刑事和治安案件也逐年上升，城市重要出入口以及主干道路上高清卡口系统的架设正是为了解决上述问题。常规卡口系统通过地感线圈、雷达或视频触发，对过往车辆进行感知，利用专用相机及前端处理系统拍摄车辆图片并进行分析，获取车辆相关特征数据，并传输到后台进行数据存储、查询、比对等处理。卡口系统建设及应用面临以下问题：1）施工复杂，需要单独架设嵌入智能分析的高清摄像机和车辆检测器，同时还要破坏路面以埋设线圈；2）卡口系统设备易损坏、寿命短、成本高，如闪光灯等每3-5个月就需要更换；3）卡口数量有限，可用的卡口数量占比较低，难以形成有效的监控网络；4）卡口产生大量的车辆信息数据，然而在嫌疑车辆自动识别报警、信息远程比对、关联查询等应用方面，系统功效并不显著。

为了改善现有卡口存在的问题，相关专家学者进行了大量研究，并取得一定成果，目前研究出了虚拟卡口、智能卡口、复合卡口等。然而，这些研究出的卡口系统虽然可以基于虚拟线圈实现车辆的视频检测，但均是在后端管理中心通过视频检测算法检测车辆并提取车辆特征信息，在这种情况下对于车辆布控应用来说，需要将视频传回后端管理中心，然后利用算法识别车辆并提取车辆特征后再完成比对，严重影响了响应的实时性。另外，基于过车数据的分析应用随着数据规模的日积月累，处理速度将严重下降。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种在前端实现车辆识别及车辆图片抓取，响应的实时性好，大大提高处理速度的基于大数据平台的虚拟卡口管理方法，该方法包括下列顺序的步骤：

（1）视频源模块实时采集视频监控图像，并将视频监控图像发送至虚拟卡口一体机；

（2）虚拟卡口一体机对视频监控图像进行抽帧、抓拍图片、号牌提取、黑名单比对处理，处理后将抓拍的车辆图片、提取的车牌信息发送至大数据平台，同时将黑名单比对结果发送至应用系统模块；

（3）大数据平台对车辆图片进行二次特征提取获取车辆的其他特征信息，对车辆图片、车牌信息、其他特征信息进行关联存储；

（4）大数据平台接收应用系统模块的任务请求，并将计算分析结果反馈至应用系统模块；

（5）应用系统模块与终端用户之间进行信息交互，接收用户的查询、统计、分析和布控请求，并根据大数据平台和虚拟卡口一体机反馈的结果向用户进行可视化展示。

所述视频源模块在实时采集视频监控图像的同时，将所采集的视频监控图像一路存入其视频存储单元内，另一路则输入虚拟卡口一体机中。

所述虚拟卡口一体机对接收到的视频监控图像进行解码，在视监控频图像的窗口中设定虚拟线圈，利用基于背景建模的算法检测视频监控图像中的运动目标，提取目标图像帧；提取视频监控图像中运动目标的特征，利用基于模版匹配的算法识别目标图像帧中的车辆，抓取相应的车辆图片；利用基于非标定视角的车牌检测算法提取所抓取到的车辆图片中的车牌号信息，并与其内黑名单数据库中的车牌信息进行比对，并将比对结果发送至应用系统模块，若比对成功，则输出告警信息至应用系统模块，由应用系统模块报警。

所述大数据平台基于Hadoop架构，利用Map/Reduce并行计算方法分析抓取的车辆图片，提取车辆的其他特征信息，车辆的其他特征信息包括车牌颜色、车身颜色、车标、车型、车速、行驶方向的信息。

所述虚拟线圈是指在视频源模块的视频镜头范围内，用户所指定的检测区域。

本发明的另一目的在于提供一种基于大数据平台的虚拟卡口管理系统，包括：

视频源模块，通过路面上的普通视频监控摄像机采集视频监控图像；

虚拟卡口一体机，安装在前端监控点的背包箱中，实现视频抽帧、车辆检测、车辆图片抓取、车牌号码识别及黑名单比对；

大数据平台，利用虚拟卡口一体机发送的车辆图片提取车辆的其他特征信息；存储海量车辆图片、车牌信息、其他特征信息；对存储的海量过车记录提供大数据计算处理功能，为应用系统模块提供支撑，根据应用系统模块的请求对任务进行分解、执行、合并，再将计算结果反馈给应用系统模块进行结果展现；

应用系统模块，根据终端用户的访问请求向大数据平台发出查询、统计、分析的任务请求，并接收大数据平台分析处理后反馈的结果，通过可视化处理后向用户展现结果。