專利名稱：用于為交通控制檢測(cè)交通工具的平均速度的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于為了交通控制目的而檢測(cè)交通工具的平均速度的 系統(tǒng)，特別是用于檢測(cè)對(duì)違反限速而負(fù)責(zé)的交通工具。
本系統(tǒng)包括能夠檢測(cè)交通工具的通過的一些外圍單元(peripheral unit) 以及與這些外圍單元通信的中央單元，該中央單元獲取與交通工具通過有 關(guān)的數(shù)據(jù)并計(jì)算交通工具在被監(jiān)控的道路上的平均速度。中央單元獲取交 通工具的圖片并確定最終的違反情況。交通工具的圖片隨后被傳送給最終 判定違反情況的存在并開始處罰程序的檢查人員。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于交通監(jiān)控的系統(tǒng)，其目的在于阻止駕駛員超過限速。 該系統(tǒng)將平均速度超過為被監(jiān)控道路確定的限制的交通工具識(shí)別為超速 行^^的交通工具。相反，只暫時(shí)超過限速(speed limit)的交通工具，例如 由于與超車動(dòng)作相關(guān)的短時(shí)間且有限的加速的交通工具不認(rèn)為是超速行
駛的交通工具。
因此該系統(tǒng)對(duì)于駕駛員來說公平得多，因?yàn)樗苊饬似嚦俦O(jiān)視區(qū) 的令人憎惡的概念，并且對(duì)管理機(jī)構(gòu)也公平得多，使用該系統(tǒng)，管理機(jī)構(gòu) 能夠識(shí)別在被監(jiān)控道路的至少 一 大部分內(nèi)使速度保持在限制之上的駕駛 貝。
該系統(tǒng)的其它優(yōu)點(diǎn)是，它對(duì)于涉及交通狀況的方面也安全得多。事實(shí) 上，通過檢查交通工具的平均速度，可能避免駕駛行為的一般的突然的變 化，例如當(dāng)駕駛員突然識(shí)別出速度攝像機(jī)(speed camera)的位置時(shí)駕駛員 的突然停止以及還有當(dāng)通過檢查點(diǎn)時(shí)隨之發(fā)生的再次加速。替代地，使用該系統(tǒng)，駕駛員被迫在被監(jiān)控的整個(gè)道路路程內(nèi)保持謹(jǐn) 慎的行為，這基本上是速度檢查的目的。
系統(tǒng)一天自動(dòng)工作24小時(shí)，且它保證隱私數(shù)據(jù)的保護(hù)，因?yàn)橹挥信c 超速行駛的汽車有關(guān)的圖像才被發(fā)送到中央單元和相關(guān)的管理機(jī)構(gòu)工作 人員。
與本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)是在EP1276086中公開的平均速度監(jiān)控系 統(tǒng)。*￡設(shè)交通工具的通過通常發(fā)生在兩個(gè)外圍單元之間有限量的時(shí)間內(nèi)， 在EP1276086中^^開的系統(tǒng)基于正通過的交通工具的特征的統(tǒng)計(jì)分析，且 基于低概率的交通工具失配。
在EP1276086中提出的系統(tǒng)超過傳統(tǒng)的交通工具識(shí)別系統(tǒng)，如主要基 于借助于交通工具牌照的明確標(biāo)識(shí)的交通工具標(biāo)識(shí)的在WO02082400或 WO2004/042673中的系統(tǒng)。眾所周知并且也在EP1276086中解釋了汽車牌 照的準(zhǔn)確識(shí)別由于很多原因而非常困難在白天期間和有時(shí)甚至在距離遠(yuǎn) 的位置A和B之間(見圖2)由于突然的天氣變化或由于不同的照明條件 而引起的光照變化，或缺乏可靠的牌照識(shí)別系統(tǒng)，因?yàn)榕普蘸妥址麑?duì)于不 同的國家是不同的。
例如，德國牌照有類似于零的"o"，不同點(diǎn)是在零上的小切口；然而 當(dāng)在圖像上有小的噪聲時(shí)該小切口非常難以檢測(cè)到。而且，德國牌照在識(shí) 別城市的部分和交通工具標(biāo)識(shí)串之間有兩個(gè)小圓。英國牌照有較大的數(shù)字 和不同顏色，丹麥牌照也一樣，等等。為了正確地識(shí)別所有這些牌照，特 定的算法應(yīng)當(dāng)用于每個(gè)牌照類型(platetypology),而從計(jì)算的觀點(diǎn)來看這 過于繁瑣。
EP1276086的系統(tǒng)和方法通過不明確地識(shí)別交通工具而解決了以前系 統(tǒng)的不足。它使用與交通工具有關(guān)的一些信息，例如尺寸、顏色、汽車上 標(biāo)記點(diǎn)的位置，且以這種方式，它在第一和第二遠(yuǎn)程單元中識(shí)別交通工具 的特征，在這兩個(gè)單元中只以如圖2a所示的后視圖拍攝交通工具圖片。
然而在EP1276086中，沒有清楚地解釋對(duì)于交通工具標(biāo)識(shí)如何比較和 使用這些交通工具特征。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)通過使用在下文中我們將稱為牌照匹配(PM )的
技術(shù)而克服了 EP]276086的局限性。牌照匹配的技術(shù)允許在由外圍單元A 和B檢測(cè)到的牌照之間建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，而沒有對(duì)在特定的國家中使用的字 母字體的任何限制。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明涉及一種用于通過使用標(biāo)記來識(shí)別移動(dòng)物
體的方法，所述標(biāo)記包括至少字母數(shù)字字符，且所述標(biāo)記是^v在一定的距
離內(nèi)位于至少兩個(gè)不同的點(diǎn)的攝像機(jī)所拍攝的圖片提取的，所述攝像機(jī)被
同步，且所述圖片由攝像機(jī)在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)拍攝。所述方法包括
■從至少兩個(gè)攝像機(jī)所拍攝的圖片提取所述標(biāo)記的字母數(shù)字字符；
■將所述字母數(shù)字字符轉(zhuǎn)換成另 一表示空間的其它新字符；
■為從在不同位置的攝像機(jī)所拍攝的圖片提取的每個(gè)標(biāo)記創(chuàng)建所述 新字符的串；
■通過關(guān)聯(lián)相關(guān)性分?jǐn)?shù)來比較所述串；
■輸入閾值分凄史；
■如果相關(guān)性分?jǐn)?shù)高于預(yù)定的閾值分?jǐn)?shù)，則識(shí)別出移動(dòng)物體。
以這種方法，解決了需要識(shí)別與移動(dòng)物體相關(guān)的字母數(shù)字標(biāo)記的問 題；事實(shí)上，基于該標(biāo)記的準(zhǔn)確識(shí)別的現(xiàn)有技術(shù)方法常常失敗，因?yàn)榇嬖?這種字母數(shù)字標(biāo)記的圖片可能常常被各種噪聲影響，或例如有不同的照
明。通過相關(guān)性比較字母數(shù)字標(biāo)記有效得多，并以更可靠的方式解決了正 確地識(shí)別與移動(dòng)物體相關(guān)的字母數(shù)字標(biāo)記的問題。
本方法可使用具有一定數(shù)量的元素的另一表示空間，這些元素的數(shù)量 低于原始字符的表示空間的元素的數(shù)量。
至少將所述字母數(shù)字字符轉(zhuǎn)換成另一表示空間的新字符的函數(shù)可以 是非雙射的。
優(yōu)選地，使用低于預(yù)定閾值時(shí)間—h和高于預(yù)定閾值時(shí)間—1的預(yù)定時(shí)間
7間隔，其中閾值時(shí)間一h是移動(dòng)物體以預(yù)定義的限速經(jīng)過所述一定的距離所 需的時(shí)間，而閾值時(shí)間—1是移動(dòng)物體以高于所述預(yù)定義限速至少兩倍的速 度經(jīng)過所述一定的距離所需的時(shí)間。
本方法可優(yōu)選地包括將超速行駛的物體的圖片發(fā)送到執(zhí)法機(jī)構(gòu)。
本方法可進(jìn)一步包括物體分類，以便可能將不同的限速關(guān)聯(lián)到不同類 別的移動(dòng)物體，優(yōu)選地為汽車或卡車。
可從所述攝像機(jī)拍攝的圖片只包括部分標(biāo)記。
從每個(gè)攝像機(jī)拍攝的圖片可為移動(dòng)物體的前面和后面的圖片。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了用于識(shí)別移動(dòng)物體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一 對(duì)外圍單元(2),其能夠檢測(cè)移動(dòng)物體的通過；中央單元(l),其包括計(jì) 算裝置、屏幕(3)、與外圍單元(2)通信的通信裝置、與移動(dòng)物體通過 有關(guān)的數(shù)據(jù)標(biāo)記的獲取裝置，所述數(shù)據(jù)標(biāo)記包括至少字母數(shù)字字符，其中 外圍單元包括
■同步裝置(23)，其能夠使攝像機(jī)所拍攝的圖片與相應(yīng)的新字符串 的新字符的串同步；以及
■儲(chǔ)存裝置，其用于在所述新字符的串和圖片被發(fā)送到中央單元之 前臨時(shí)儲(chǔ)存它們；
■計(jì)算裝置，其中所述外圍單元的所述計(jì)算裝置將所述字母數(shù)字字 符轉(zhuǎn)換成另 一表示空間的新字符，并為從所述外圍單元所拍攝的 圖片提取的每個(gè)標(biāo)記創(chuàng)建所述新字符的串；以及所述中央單元(1) 的所述計(jì)算裝置使每個(gè)外圍單元的圖片與新表示空間的串關(guān)聯(lián)， 并根據(jù)被創(chuàng)建的所述新字符的串執(zhí)行評(píng)分算法以識(shí)別移動(dòng)物體。
本系統(tǒng)可進(jìn)一步包括
■具有信號(hào)處理接口的感應(yīng)線圈，
■具有信號(hào)處理接口的光電管，
■具有信號(hào)處理接口的磁微環(huán)，
■具有信號(hào)處理接口的激光器，■具有信號(hào)處理接口的紅外傳感器，
■配備有運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的直接機(jī)載的攝像機(jī)，或
■具有能夠應(yīng)用運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的信號(hào)處理設(shè)備的攝像機(jī)。
用于識(shí)別移動(dòng)物體的系統(tǒng)可進(jìn)一步包括用于在缺乏道路的自然照明 或人工照明時(shí)可操作地使用的照明系統(tǒng)(22)或紅外系統(tǒng)。
本系統(tǒng)可進(jìn)一步包括使用衛(wèi)星服務(wù)來使不同的外圍加工單元
(elaboration unit)的時(shí)鐘同步。
本系統(tǒng)可進(jìn)一步包括具有能夠給交通工具分類的至少一個(gè)加工單元 (27)的外圍單元，以便可能使不同的限速與不同類別的交通工具關(guān)聯(lián)。
本系統(tǒng)可進(jìn)一步包括用于在屏幕上顯示與所述移動(dòng)物體的所述標(biāo)記 相關(guān)的串的裝置。
本系統(tǒng)可進(jìn)一步包括可設(shè)置成拍攝移動(dòng)物體的前面和后面的圖片的 攝像機(jī)。
附圖簡(jiǎn)述


圖1是系統(tǒng)的示意圖2表示用于道路監(jiān)控的外圍單元的可能布置； 圖3是字符的映射的例子；
圖4包括在PM字符集中意大利、法國和德國牌照的典型的字符的映 射的例子；
圖5包括由外圍單元拍攝的通過的交通工具的攝像照片的例子；
圖6包括在黑暗中拍攝的或只有部分牌照的通過的交通工具的攝影照 片的例子；
圖7是不同的字符可怎樣由于圖片中的噪聲而失配的例子； 圖8a表示描述速度違反例程的方框圖8b表示描述在兩個(gè)PM串之間的牌照匹配算法例程的方框圖；圖8C表示分析結(jié)果例程的牌照匹配算法的方框圖。 發(fā)明詳述
本系統(tǒng)(見圖1)包括能夠檢測(cè)交通工具的通過的一些外圍單元(2) 以及與外圍單元(2)通信的中央單元(1)，所述外圍單元獲取與交通工 具通過有關(guān)的數(shù)據(jù)并計(jì)算交通工具在被監(jiān)控的道路上的平均速度。
中央單元(1)還通過電信網(wǎng)絡(luò)(4)獲取交通工具圖片，這些圖片隨 后將被傳送給檢查人員。檢查人員檢查交通工具圖片(3)并最終判定違 反情況的存在并開始處罰程序。
所述外圍單元包括
■獲取與正通過的交通工具有關(guān)的圖像的攝像機(jī)(21 X黑/白或彩色、 數(shù)字或模擬)；
■能夠在所獲取的圖像上應(yīng)用牌照匹配所必需的技術(shù)的典型的信號(hào) 處理算法的計(jì)算系統(tǒng)(24);
■用于在圖像處理的結(jié)果被發(fā)送到中央單元之前暫時(shí)儲(chǔ)存所述結(jié)果 的存儲(chǔ)裝置(28)和用于儲(chǔ)存圖像直到它們被發(fā)送到中央單元的 存儲(chǔ)裝置；
■能夠檢測(cè)交通工具的通過的至少一個(gè)設(shè)備(26),其包括例如感應(yīng) 線圈(和相關(guān)的信號(hào)處理接口)或光電管(和相關(guān)的信號(hào)處理接 口 )或磁微環(huán)(magnetic microloop )(和相關(guān)的信號(hào)處理接口 )、 或激光器或紅外傳感器(和相關(guān)的信號(hào)處理接口 )、或配備有運(yùn)動(dòng) 檢測(cè)技術(shù)的直接機(jī)載(onboard)的攝像機(jī)或具有能夠應(yīng)用運(yùn)動(dòng)檢 測(cè)技術(shù)的信號(hào)處理設(shè)備的攝像機(jī)。
■用于在缺乏道路的自然照明或人工照明時(shí)可操作的照明系統(tǒng)(22 ) 或紅外系統(tǒng)；
■ 一般基于衛(wèi)星服務(wù)例如GPS或GALILEO的、需要同步不同的外 圍加工單元的時(shí)鐘的同步系統(tǒng)(23);■使數(shù)據(jù)能夠在外圍單元和中央單元之間傳遞的通信系統(tǒng)(25 )。
外圍單元還可包括能夠給交通工具分類的至少一個(gè)加工單元(27 ),
交通工具(例如，汽車或卡車)關(guān)聯(lián)。
基于牌照匹配的監(jiān)控系統(tǒng)如下工作。待監(jiān)控的道路被兩個(gè)外圍單元定
界(見圖2)。這些外圍單元檢測(cè)交通工具的通過，并獲取交通工具的圖像。
交通工具的圖片可為交通工具的前面或交通工具的后面，并可能對(duì)兩個(gè)外 圍單元不同(一個(gè)拍攝前面， 一個(gè)拍攝后面)。外圍單元詳細(xì)加工交通工 具對(duì)應(yīng)關(guān)系的自動(dòng)評(píng)估所必需的信息，并將該信息傳輸?shù)街醒雴卧?一旦
中央單元證實(shí)平均速度高于限速，它就向外圍單元要求交通工具的圖像；
外圍單元將傳輸被要求的圖像。關(guān)于低于限速的交通工具的其它圖像在外 圍單元#1刪除。
總結(jié)中央單元接收實(shí)況或有一定延遲的關(guān)于交通工具的通過的信 息。它通過使用下列各項(xiàng)，計(jì)算交通工具在被監(jiān)控的道路上的平均速度 a)關(guān)于交通工具在兩個(gè)遠(yuǎn)程外圍單元之間移動(dòng)所需的時(shí)間的信息，以及b) 兩個(gè)遠(yuǎn)程外圍單元之間的距離。因此，中央單元能夠檢測(cè)交通工具的平均 速度是否高于限速。 一旦識(shí)別出違法的交通工具，中央單元就連接到外圍 單元，請(qǐng)求傳輸相關(guān)交通工具的圖像，并刪除關(guān)于低于限速的交通工具的 信息。
違法交通工具的圖傳4婁著儲(chǔ)存在中央單元處的服務(wù)器上。它們將由檢 驗(yàn)其正確性并開始處罰過程的程序的經(jīng)授權(quán)的工作人員使用。在中央單元 上還儲(chǔ)存兩個(gè)遠(yuǎn)程的外圍單元之間的距離的數(shù)據(jù)。在安裝階段期間，工作 人員計(jì)算駕駛員在兩個(gè)外圍單元之間可采用的最短路徑，且將該值插入中
央單元中。該值可僅在外圍站移動(dòng)的情況下或在更改道路的情況下被改 變。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)通過使用稱為牌照匹配(PM)的技術(shù)而克服了 EP1276086的限制。該技術(shù)在由外圍單元A和B檢測(cè)的牌照之間建立對(duì)應(yīng) 關(guān)系，而沒有任何限制，且它如下工作。
ii一旦識(shí)別出牌照，牌照的各種元素(字符和其它符號(hào))就關(guān)聯(lián)到另一符號(hào)系統(tǒng)(alphabet)的元素。形式上，這如同對(duì)牌照的字符應(yīng)用非雙射函 數(shù)，以這種方式將牌照的字符映射到另一空間，因此這不是同構(gòu)的。以這 種方式，字符被映射到具有極低的失配概率的相似的類別中(見圖3)。下一意大利牌照的例子和圖4澄清了概念。意大利牌照包括總共38 個(gè)符號(hào)，具體地是37種不同的字符加上充當(dāng)牌照定界符的1個(gè)藍(lán)色指示 符。PM符號(hào)系統(tǒng)包括18個(gè)可能的符號(hào)加上1個(gè)非符號(hào)，即，不能被分類 為字母數(shù)字元素的分段物(segmented object )。因此，仍然為了舉例起見， PM符號(hào)系統(tǒng)的字符0i相應(yīng)于牌照字符0 (零)、D、 0、 Q (見圖4.a); PM符號(hào)系統(tǒng)的字符02包括牌照字符1、 I、 J、 T和慣例上示為！的牌照分 隔符(見圖4.a);字符集的字符G)3相應(yīng)于牌照字符2、 7、 Z(見圖4.a); PM符號(hào)系統(tǒng)的符號(hào)08相應(yīng)于牌照字符8、 B、 E、 F(見圖4.a); PM符號(hào) 系統(tǒng)的013相應(yīng)于牌照字符K、 V、 Y、 X(見圖4.a)，依此類推。在根據(jù) 經(jīng)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上建立的新符號(hào)系統(tǒng)總結(jié)和綜合了牌照的字母數(shù)字字符。如前所述，且也被EP1276086承認(rèn)，在牌照識(shí)別的過程中的主要問題 是現(xiàn)實(shí)世界圖像中存在的噪聲。這種噪聲的來源可能是由于照明變化、 牌照上的灰塵、雨、突然的移動(dòng)、攝像機(jī)釆集裝置的噪聲等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該噪聲產(chǎn)生原始符號(hào)的錯(cuò)誤分類例如，O(字母o)、 O(零)、D和Q之間可能容易被錯(cuò)誤分類。模糊的另一情況由字母B和數(shù) 字8表示(見圖7)。由于不可避免的噪聲存在而產(chǎn)生的這種錯(cuò)誤分類明顯 使牌照識(shí)別系統(tǒng)變得不可靠。該問題的解決方案和本發(fā)明的主要本質(zhì)是， 正確地識(shí)別牌照的元素并不重要，但正確地給它們分類很重要。因此，元素0、 0、 D、 Q — 皮一起分組在同一類別中PM符號(hào)系統(tǒng)元 素Gh。事實(shí)上，本申請(qǐng)所關(guān)心的是，明確地識(shí)別交通工具的牌照并不重要， 而是^又《義理解同一交通工具從外圍單元所位于的兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)A和B通過 (在一定量的時(shí)間內(nèi))(見圖2)。因此，交通工具不再在傳統(tǒng)空間中被識(shí) 別為12XYG,而是在PM符號(hào)系統(tǒng)空間中被識(shí)別為G)j0k6hG)n^n。在圖像處理術(shù)語中，PM符號(hào)Gh二(O(零)，D, O,Q)標(biāo)識(shí)圓的物體，該 符號(hào)完全不同于標(biāo)識(shí)z字形物體的 3={2,7,Z}。而且，該P(yáng)M符號(hào)系統(tǒng)被構(gòu)造成使得符號(hào)^在用于給交通工具分類的度量框架中被考慮時(shí)，在其間 具有足夠的"距離"，如以后將解釋的。如前面規(guī)定的，本系統(tǒng)也對(duì)于其它語言的字符(例如1H皮分類為U)起作用，以及還對(duì)于其它國家的牌照字符起作用(見圖4.b)。也就是說， 出現(xiàn)在德國牌照上的A非常不同于出現(xiàn)在法國、意大利、荷蘭或瑞士牌照 上的A。它們都是被識(shí)別為在頂部上有尖角形的物體的字符，且所有字符 被映射在PM符號(hào)系統(tǒng)的18+1個(gè)符號(hào)中。本系統(tǒng)解決的另 一 問題由例如法國牌照中的數(shù)字4代表。這個(gè)4可為"開口的"4或"封閉的"4,明顯取決于寫它的方法。即， "封閉的"4被放到元素的同一類別{入4}中，而"開口的"4被放到單獨(dú) 的類別{4}中。而且，考慮從相應(yīng)于兩個(gè)外圍單元的點(diǎn)A到點(diǎn)B通過的交通工具而完 成牌照的所有比較。假定道路長(zhǎng)2Km,且限速確定為120 Km/h (其在高速公路上是典型 的)，則只有對(duì)比較有意義的時(shí)間窗(temporal window )。也就是說，如果 交通工具從點(diǎn)A行駛到點(diǎn)B需要60s以上，則很清楚它沒有超過限速。而 且，還有可被考慮為最大速度例如240 Km/h的速度(因?yàn)橹車鷽]有很多 法拉利)。在后面的情況下，意味著交通工具從點(diǎn)A行駛到點(diǎn)B需要30s。 所有這些都暗示對(duì)數(shù)據(jù)的比較有意義的時(shí)間窗僅為30s，即，只使用在監(jiān) 測(cè)站收集的30s和60s內(nèi)的數(shù)據(jù)。在有1800輛交通工具/小時(shí)(相應(yīng)于30輛交通工具/分鐘)的相當(dāng)忙 碌的道路上，對(duì)在點(diǎn)B的每輛汽車，完成與之前在點(diǎn)A記錄的僅僅15輛 汽車的比較，實(shí)質(zhì)上最小化了在PM符號(hào)系統(tǒng)中表示的交通工具的失配的 可能性。而且，即使在根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)小于1/106的失配的可能性極小的情況 下，最后的控制由經(jīng)授權(quán)的工作人員完成，所述工作人員在開始最后的處 罰過程的程序之前檢查交通工具的圖像。牌照匹配如下凈皮應(yīng)用中央單元分析通過在外圍單元A和單元B，在一定的時(shí)間范圍
(timeframe)內(nèi)拍攝的圖像而獲得的PM串。此后，解釋有很多噪聲的情況下的片皁照匹配過程。
這是示例性的情況，其中因?yàn)橛纱蟮墓庹兆兓斐闪撕芏嘣肼暤拇嬖冢械膫鹘y(tǒng)算法，如在所提到的現(xiàn)有技術(shù)中公開的算法失敗。
這些圖片是圖5中的圖片。
如下識(shí)別與相應(yīng)于外圍單元B的交通工具通過有關(guān)的在圖5.a中的圖
片
這些PM符號(hào)系統(tǒng)的符號(hào)表示下面的信息
02:在牌照限制符之前的被系統(tǒng)識(shí)別為I的圖像的微小部分
@2:牌照限制符
u: G字符
6) : G字符
G)19:空格
06:數(shù)字5
7:數(shù)字6
@2:數(shù)字1
G)16: P字符
@12: M字符
@2:牌照限制符
G)2:在牌照限制符之前的被識(shí)別為I的微小圖像部分對(duì)左手邊的圖像(見圖5b)應(yīng)用相同的程序?qū)⒌玫揭韵滦蛄?br> 這些PM符號(hào)系統(tǒng)的符號(hào)表示下面的信息 2:牌照限制符
0n: G字符G字符
@19:空格(空格或沒有分類的其它符號(hào)被歸類在PM符號(hào)系統(tǒng)的最后一個(gè)元素中)
06:數(shù)字5
@7:數(shù)字6
@2:數(shù)字1
016: P字符
@i9:非符號(hào)
02:牌照限制符
在此第二種情況中，由于跟隨牌照分隔符的牌照的微小部分而缺少 2。
正如從該例子中很明顯的，比較具有不同尺寸的串并不罕見在前面例子的情況下，第一串由12個(gè)元素形成，而第二串由IO個(gè)元素形成。
這主要由噪聲引起，這種噪聲可能起源于反射、雨和黑暗等的存在。本例的圖片表示示例性限制的情況。在此階段的牌照匹配通過使用分?jǐn)?shù)來比較兩個(gè)串，該分?jǐn)?shù)通過使一個(gè)串在另一個(gè)上滾動(dòng)(scroll),如相關(guān)性操作而獲得。
通過下面的/〉式計(jì)算匹配寺級(jí)=Z a; 6,. x
其中Cm表示最短串的尺寸(對(duì)于前面的例子是lO)， a,表示匹配/失配的得分(prize)/罰分(penalty),使得如果兩個(gè)串的元素相同，為正值，而如果它們不同，％為負(fù)值。只有兩個(gè)PM符號(hào)系統(tǒng)的元素 2 = { 1,1, !, J, T }和 19={空格，非字符}表示例外情況它們包括不是真字符的牌照的原始
15字符的一些元素(！，空格和非字符)，因此當(dāng)與其它匹配相關(guān)性比較時(shí)相關(guān)的4又重4交{氐。
A和b,表示在牌照的真字符與PM符號(hào)系統(tǒng)的元素的關(guān)聯(lián)中的置信水平。這些置信水平依賴于圖像質(zhì)量，因而依賴于值未受干擾(clean)的程度。很明顯，值越未受千擾，置信度就越高，某個(gè)字符按置信度映射在PM符號(hào)系統(tǒng)空間中。置信水平僅為3個(gè)，相應(yīng)于高、中或低置信度。再一次地，PM元素0ic^(空格，非字符}總是采用某個(gè)置信值，其為僅僅稍孩吏高于PM符號(hào)系統(tǒng)的所有其它元素的"低置信值"的值。在這后面的基本原理將基于下面的事實(shí)解釋PM元素(^9不真正標(biāo)識(shí)牌照的原始字符，而僅僅標(biāo)識(shí)"額外的字符"，因此根據(jù)牌照識(shí)別的信息其權(quán)重在與PM符號(hào)系統(tǒng)的所有其它元素比較時(shí)較低。
e是例如將值設(shè)計(jì)在預(yù)定的標(biāo)度區(qū)間
內(nèi)的歸 一化因子。
在所有位置中，選擇提供最高分?jǐn)?shù)的一個(gè)位置，即，相應(yīng)于最佳串重合的位置。如果分?jǐn)?shù)高于預(yù)先確定的閣值，則認(rèn)為兩輛交通工具是可匹配的。
在中央服務(wù)器執(zhí)行評(píng)分程序。在中央服務(wù)器，在合理的時(shí)間范圍內(nèi)通過點(diǎn)A的汽車的PM符號(hào)系統(tǒng)中的所有串也是可用的，如前面解釋的。值得注意的是，系統(tǒng)也可與在一些國家存在的隱私數(shù)據(jù)的限制兼容。確實(shí)，牌照數(shù)據(jù)不儲(chǔ)存在任何地方，而僅僅其PM串纟皮儲(chǔ)存。在牌照相關(guān)性高于閾值的所有圖像之間，具有最高分?jǐn)?shù)的交通工具的圖像被識(shí)別為超過限速的交通工具的圖^f象。
而且，如果沒有一個(gè)被對(duì)照的圖像給出高于閾值的分?jǐn)?shù)，則程序重復(fù)，而不考慮 2 e @19元素，其最終僅增加交通工具牌照的邊緣信息。
一旦消除了 @2 e 19元素，就可在G)uG)n06O7e)i6eh2和0u0nG)607(^6
之間計(jì)算匹配，且在這種情況中，有意義的新閾值具有比也包括02e G)19元素的情況中的閾值更高的值。在這種情況下，只比較原始牌照的字符。只有在原始圖像中存在很多噪聲時(shí)面臨該第二種情況。
在圖8a-8c的方框圖中總結(jié)了牌照匹配算法。確實(shí)G)2e 19元素可能引入一些噪聲，因?yàn)樗鼈兛赡芤灿捎谙鄬?duì)于拍攝圖片的攝像機(jī)的交通工具牌照的某種程度的傾斜而被誤判。
本系統(tǒng)也在其它^L端條件中工作，如圖6的一個(gè)例子。
圖6.a-6.d的汽車的牌照在完全黑暗中被拍攝。剛剛公開的牌照匹配識(shí)別系統(tǒng)在這樣的限制情況中也起作用，因?yàn)椴恍枰P(guān)于汽車顏色或形狀的信息。確實(shí)在完全黑暗中只有牌照可被區(qū)別和使用，而不能提取關(guān)于交通工具的其它特征(例如顏色或形狀)的信息，例如在圖6c-6d中的。而且，因?yàn)橄到y(tǒng)被設(shè)想為用于有噪聲的環(huán)境中的牌照匹配(如在圖6c-6d中的例子中拍攝的圖片)，因此系統(tǒng)也對(duì)低清晰度攝像機(jī)起作用，而不一定與圖像需要盡可能無噪聲(neat)的高清晰度攝像機(jī)一起工作。系統(tǒng)也在其它限制情況下工作，如圖6e-6d的圖片，其中在第一個(gè)圖片中的牌照照片僅僅是部分的。確實(shí)由于部分串比較機(jī)制，即使這些情況也被正確地識(shí)別。
權(quán)利要求
1.一種用于通過使用標(biāo)記來識(shí)別移動(dòng)物體的方法，所述標(biāo)記包括至少字母數(shù)字字符，且所述標(biāo)記是從在一定的距離內(nèi)位于至少兩個(gè)不同的點(diǎn)的攝像機(jī)所拍攝的圖片提取的，所述攝像機(jī)被同步，且所述圖片由所述攝像機(jī)在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)拍攝；所述方法包括從至少兩個(gè)攝像機(jī)所拍攝的所述圖片提取所述標(biāo)記的字母數(shù)字字符；所述方法的特征在于其進(jìn)一步包括■將所述字母數(shù)字字符轉(zhuǎn)換成另一表示空間的其它新字符；■為從在不同位置的所述攝像機(jī)所拍攝的所述圖片提取的每個(gè)所述標(biāo)記創(chuàng)建所述新字符的串；■通過關(guān)聯(lián)相關(guān)性分?jǐn)?shù)來比較所述串；■輸入閾值分?jǐn)?shù)；■如果所述相關(guān)性分?jǐn)?shù)高于預(yù)定的所述閾值分?jǐn)?shù)，則識(shí)別出所述移動(dòng)物體。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述另一表示空間具有一定數(shù)量 的元素，這些元素的數(shù)量低于原始字符的表示空間的元素的數(shù)量。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述至少字母數(shù)字字符轉(zhuǎn)換成 另 一表示空間的新字符的函數(shù)是非雙射的。
4. 如權(quán)利要求2、 3所述的方法，其中所述預(yù)定時(shí)間間隔低于預(yù)定閾 值時(shí)間—h而高于預(yù)定閾值時(shí)間—1,所述閾值時(shí)間—h是所述移動(dòng)物體以預(yù)定 義的限速經(jīng)過所述一定的距離所需的時(shí)間，而所述閾值時(shí)間—1是所述移動(dòng) 物體以高于所述預(yù)定義的限速至少兩倍的速度經(jīng)過所述一定的距離所需的時(shí)間。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中被識(shí)別的所述移動(dòng)物體被認(rèn)為是 超速行駛的物體，且所述圖片發(fā)送到^/法機(jī)構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中不同的移動(dòng)物體被分類，以便可能將不同的限速關(guān)聯(lián)到不同類別的移動(dòng)物體，優(yōu)選地為汽車或卡車。
7. 如權(quán)利要求2、 3所述的方法，其中從所述攝像機(jī)拍攝的圖片只包 括部分標(biāo)記。
8. 如權(quán)利要求2、 3所述的方法，其中從每個(gè)攝像機(jī)拍攝的所述圖片 可為所述移動(dòng)物體的前面或后面的圖片。
9. 一種用于識(shí)別移動(dòng)物體的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一對(duì)外圍單 元(2)，其能夠檢測(cè)所述移動(dòng)物體的通過；中央單元(l),其包括計(jì)算裝 置、屏幕(3)、與所述外圍單元(2)通信的通信裝置、與所述移動(dòng)物體 通過有關(guān)的數(shù)據(jù)標(biāo)記的獲取裝置，所述數(shù)據(jù)標(biāo)記包括至少字母數(shù)字字符， 其中所述外圍單元包括能夠使所述攝像機(jī)所拍攝的圖片與相應(yīng)的新字符 的串同步的同步裝置(23);用于在所述新字符的串和所述圖片被發(fā)送到 所述中央單元之前臨時(shí)儲(chǔ)存所述新字符的串和所述圖片的儲(chǔ)存裝置以及 計(jì)算裝置；所述系統(tǒng)的特征在于■所述外圍單元的所述計(jì)算裝置將所述字母數(shù)字字符轉(zhuǎn)換成另一表 示空間的新字符，并為從所述外圍單元所拍攝的所述圖片提取的 每個(gè)所述標(biāo)記創(chuàng)建所述新字符的串；以及■所述中央單元(1)的所述計(jì)算裝置使每個(gè)外圍單元的所述圖片與 所述另一表示空間的串關(guān)聯(lián)，并根據(jù)所創(chuàng)建的所述新字符的串執(zhí) 行評(píng)分算法以識(shí)別所述移動(dòng)物體。
10. 如權(quán)利要求8所述的用于識(shí)別移動(dòng)物體的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 ■具有信號(hào)處理接口的感應(yīng)線圈，■具有信號(hào)處理接口的光電管，■具有信號(hào)處理接口的磁微環(huán)，■具有信號(hào)處理接口的激光器，■具有信號(hào)處理接口的紅外傳感器，■配備有運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的直接機(jī)載的攝像機(jī)，或■具有能夠應(yīng)用運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的信號(hào)處理設(shè)備的攝像機(jī)。
11. 如權(quán)利要求9到10所述的用于識(shí)別移動(dòng)物體的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于在缺乏道路的自然照明或人工照明時(shí)可操作地使用的照明系統(tǒng)(22 )或紅外系統(tǒng)。
12. 如權(quán)利要求9到11所述的用于識(shí)別移動(dòng)物體的系統(tǒng)，其中所述同 步系統(tǒng)(23)使用衛(wèi)星服務(wù)來使不同的外圍加工單元的時(shí)鐘同步。
13. 如權(quán)利要求9到12所述的用于識(shí)別移動(dòng)物體的系統(tǒng)，其中所述 外圍單元包括能夠給交通工具分類的至少一個(gè)加工單元(27)，以便可能 使不同的限速與不同類別的交通工具關(guān)聯(lián)。
14. 如權(quán)利要求9到13所述的用于識(shí)別移動(dòng)物體的系統(tǒng)，其中提供 用于在屏幕上顯示與所述移動(dòng)物體的所述標(biāo)記相關(guān)的串的裝置。
15. 如權(quán)利要求9所述的用于識(shí)別移動(dòng)物體的系統(tǒng)，其中所述攝像機(jī) 能夠設(shè)置成拍:t聶所述移動(dòng)物體的前面或后面的圖片。
16. —種在其中具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算 機(jī)可執(zhí)行指令在被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行權(quán)利要求1-7所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過使用標(biāo)記來識(shí)別移動(dòng)物體的方法和系統(tǒng)，所述標(biāo)記包括至少字母數(shù)字字符，且所述標(biāo)記是從在一定的距離內(nèi)位于至少兩個(gè)不同的點(diǎn)中的攝像機(jī)所拍攝的圖片提取的，所述方法包括從至少兩個(gè)攝像機(jī)所拍攝的圖片提取所述標(biāo)記的字母數(shù)字字符；將所述字母數(shù)字字符轉(zhuǎn)換成另一表示空間的其它新字符；為從在不同位置的攝像機(jī)所拍攝的圖片提取的每個(gè)標(biāo)記創(chuàng)建所述新字符的串，所述攝像機(jī)被同步，且所述圖片由攝像機(jī)在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)拍攝；通過關(guān)聯(lián)相關(guān)性分?jǐn)?shù)來比較串；輸入閾值分?jǐn)?shù)；如果相關(guān)性分?jǐn)?shù)高于預(yù)定的閾值分?jǐn)?shù)，則識(shí)別出移動(dòng)物體。
文檔編號(hào)G06F17/30GK101553852SQ200780041734
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2007年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者尼可拉·格拉西 申請(qǐng)人:器械(股份)責(zé)任有限公司