[发明专利]基于车辆全息感知与OBU信息融合的智慧收费系统

权利要求书

1.基于车辆全息感知与OBU信息融合的智慧收费系统，其特征在于，包括：信息感知层、车辆全息识别与检索边缘计算层、云端中心处理服务器层和应用软件层；所述信息感知层包括激光雷达、视频感知器、RSU、交易检测设备；所述车辆全息识别与检索边缘计算层包括每个门架对应的边缘计算服务器；所述云端中心处理服务器层包括云端中心运算服务器；所述应用软件层包括边缘计算服务器应用软件和中心运算服务器应用软件；

所述边缘计算服务器的硬件包括边缘计算服务器、数据保存装置、高分辨率车辆影像采集设备、通信设备、能源及安全保障设备，边缘计算服务器于每个门架处配置一台；

所述边缘计算服务器的系统包括控制模块、信息通信模块和协同检索模块；所述控制模块负责边缘计算服务器的基本信息监控，接收来自云端中心运算服务器的检索时间范围、门架数量、车辆数量，并反馈检索状态，所述信息通讯模块自动读取前端车辆信息后，自动调用车辆全息感知模型以获取车辆颜色、车型、品牌信息，并调用信息融合模型进行车辆信息核查，当车辆信息存在不一致或错误信息时，启动门架间协同检索，核查收费状态，所述协同检索模块通过调用基于深度学习的车辆检索模型，反馈检索结果为车辆图像、车辆号牌、车辆颜色、车辆型号、通行状态、收费状态、通过门架的时间信息；所述协同检索是基于云端中心运算服务器对各门架的协同控制，控制类型包括：常规门架无匝道控制、前端门架为高速公路入口控制、前端多门架控制；所述云端中心运算服务器应用软件首先确定边缘计算服务器的检索参数，显示边缘计算服务器的信息传输过程，并对检索失败车辆进行人工处理，同时能实现车辆稽查收费的统计功能；

所述边缘计算服务器的检索参数中系统默认检索时间段t依据待检索车辆通过发出检索请求门架的时间t₀、各门架间的距离l、路段限速最大值v₁、路段限速最小值v₂确定，对于位于发出检索请求门架沿车辆行驶方向的协同门架，检索时间段的计算方式为：对于位于发出检索请求门架逆车辆行驶方向的协同门架，检索时间段的计算方式为：其中，α为冗余系数，为0.8至1.2之间；检索门架范围指以发出检索请求门架为基准的待检索门架数量n的确定，n为1到2之间的整数，对单侧待检索门架数量进行单独设置；当待检索门架数量为2时，优先对距离发出检索请求门架的最近一个门架发出协同检索请求；

所述常规门架无匝道控制流程为：当车辆通过门架n时，激光雷达和视频感知器融合感知车辆，驱动视频感知器对车辆进行拍照，同时RSU和OBU进行交易，交易检测设备监听交易是否完成，若交易完成，则将交易信息写入OBU中，并将车辆图像放入交易成功文件夹中存储备用；若交易失败，则将交易失败信息发送至中心运算服务器，中心运算服务器控制与门架n对应的边缘计算服务器n将交易失败车辆信息发送至边缘计算服务器n-1中，与某一时间段内交易成功的车辆进行检索匹配，若最高特征相似度超过85％，则获取车辆的交易信息，然后由中心运算服务器控制边缘计算服务器n-1将车辆交易信息发送至边缘计算服务器n中；若最高特征相似度不超过85％，则将信息发送至边缘计算服务器n-2中进行检索，若特征相似度超过85％，则获取车辆的交易信息，然后由中心运算服务器控制边缘计算服务器n-2将车辆交易信息发送至边缘计算服务器n中；若不超过85％，则发送检索失败信息至中心运算服务器，交由人工进行处理；

所述前端门架为高速公路入口控制流程为：当车辆通过入口第一个门架m时，激光雷达和视频感知器融合感知车辆，驱动视频感知器对车辆进行抓拍，同时RSU和OBU进行交易，交易检测设备监听交易是否完成，若交易完成，则将交易信息写入OBU中，并将车辆图像放入交易成功文件夹中存储备用；若交易失败，则将交易失败信息发送至中心运算服务器，中心运算服务器控制与门架m对应的边缘计算服务器m将交易失败车辆信息发送至边缘计算服务器m-1中，与某一时间段内交易成功的车辆进行检索匹配，然后将信息发送至入口门架s对应的边缘计算服务器s进行检索，然后比较非入口的门架m-1和入口门架s的最高特征相似度，若门架m-1的最高特征相似度高于入口门架s，则获取门架m-1检索到车辆的交易信息，然后由中心运算服务器控制边缘计算服务器m-1将车辆交易信息发送至边缘计算服务器m中；若入口门架s的最高特征相似度高于门架m-1，且最高特征相似度超过85％，则获取车辆的交易信息，然后由中心运算服务器控制边缘计算服务器s将车辆交易信息发送至边缘计算服务器m中；否则发送检索失败信息，将车辆图像转入中心运算服务器，交由人工处理；

所述前端多门架控制流程为：当车辆通过门架n时，激光雷达和视频感知器融合感知车辆，驱动视频感知器在一定范围内对车辆进行抓拍，同时RSU和OBU进行交易，交易检测设备监听交易是否完成，若交易完成，则将交易信息写入OBU中，并将车辆图像放入交易成功文件夹中存储备用；若交易失败，则将交易失败信息发送至中心运算服务器，中心运算服务器控制与门架n对应的边缘计算服务器n将交易失败车辆信息同时发送至门架n前端的边缘计算服务器a、边缘计算服务器b、边缘计算服务器c中，与某一时间段内交易成功的车辆进行检索匹配，比较门架a、门架b、门架c的最高特征相似度，选取其中特征相似度最高的门架记为i，门架i＝门架a或门架b或门架c，若i的特征相似度高于85％，则获取车辆的交易信息，然后由中心运算服务器控制与门架i对应的边缘计算服务器i将车辆交易信息发送至边缘计算服务器n中；若不超过85％，则转入中心运算服务器中，交由人工处理。