一种道闸控制方法及系统与流程

本技术涉及一种道闸控制方法及系统。

背景技术：

1、随着城市化进程的加快和机动车保有量的持续增长，停车场管理面临着越来越大的压力。传统的停车场管理系统通常采用“ai摄像头+后端服务器或高端工控机”的架构模式，在长期的应用实践中逐渐暴露出以下不足：

2、一、系统架构复杂，部署成本高昂。

3、现有技术中，较为常见的停车场管理系统采用终端处理，即摄像头采集的视频流数据在终端进行硬解码处理，完成车牌识别；上传后端服务器，进行计费计算和道闸控制等全部逻辑。这种架构要求摄像头具备强大的计算能力和存储能力，硬件成本较高。同时，若停车场面积较大、出入口较多，则需要铺设大量的通信线缆，施工周期长、布线成本高。另一种常见方案是每个车道、单台道闸采用工控机作为计费计算和道闸控制模块，但工控机本身成本较高，进一步推高了系统造价。

4、二、响应延迟高，实时性不足。

5、现有系统中，从摄像头抓拍到最终道闸抬杆，往往需要经历“摄像头→交换机→云服务器→交换机→前端显示屏（缴费二维码）→第三方支付平台→云服务器→交换机→道闸控制器”的多级传输链路。数据在各级设备之间反复传输，加之服务器端可能存在队列积压，导致整个过程的端到端延迟较高。尤其在高峰时段，多路并发请求可能进一步加剧延迟，影响通行效率。多级传输链路又占用网络带宽和服务器资源，造成不必要的资源浪费。

6、三、多道闸管理能力不足，扩展性差。

7、当停车场设有多个出入口（多个道闸）时，现有系统通常需要为每个道闸配备独立的控制器或工控机，各道闸之间相互独立。为加强统一管理，需要增加单独服务器，这不仅增加了设备数量和部署成本，也使得维护变得困难。

8、四、在上下坡加弯道设计的室内停车场布置受限

9、当在室内停车场，特别是多层停车场的时候，布置场地受限，车辆在上下坡加转弯的时候视角受限，单摄像头模式识别效率差，甚至需要司机多次调整方向，需要坡道起步、小半径调整较高难度的车辆操作等等，对司机技术水平要求很高，或者辟出专门的场地设置道闸，占用停车位。

10、五、复杂的离线缴费流程

11、严重依赖网络，前端设备因某些原因失去与云服务器链接后，客户缴费过程复杂，缴费困难，极易造成出入口堵塞。

12、针对上述现有技术中存在的不足，亟需提供一种能够降低系统成本、减少网络依赖、实现低延迟实时通信、支持复杂场景布设、支持多道闸统一管理的智慧停车管理系统及方法。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术一方面提出了一种道闸控制方法，包括如下步骤：s1.获得若干道闸的视频流；s2.对于获取得到的视频流进行抽帧处理得到待处理帧；s3.根据待处理帧得到时间的先后，对于待处理帧进行轮询方式的车牌识别，向车牌识别成功的道闸进行识别反馈。本技术在道闸上只是获取视频流，然后将道闸的视频流进行集中处理，而且在处理过程中，并非根据视频流的获取时间，而是对于基于视频流获得的待处理帧进行轮询，即按照待处理帧获取时间进行处理，能有效避免由于某个视频流质量不好，卡在某一视频流的问题，在降低整体建安成本的同时，还不影响整个道闸的通行效率。

2、优选的，所述视频流按照如下方式获取：通过连接地感线圈和/或雷达传感器和/或红外传感器的车辆检测触发器检测车辆是否到达道闸入口或道闸出口位置；当检测到车辆到达信号时，启动摄像头获取设定时间长度的视频流；当车辆检测触发器未检测到车辆到达时，控制所述摄像头处于低功耗待机状态。本技术通过车辆检测触发器检测车辆到达信号时，才启动摄像头进行抓拍和识别，在无车辆通行的空闲时段，摄像头处于低功耗待机状态或降低帧率运行，有效降低了系统整体功耗，符合绿色节能的发展趋势。

3、优选的，所述视频流按照如下方式获取：通过连接地感线圈和/或雷达传感器和/或红外传感器的车辆检测触发器检测车辆是否到达道闸入口或道闸出口位置；当检测到车辆到达信号时，启动摄像头获取设定时间长度的视频流；当车辆检测触发器未检测到车辆到达时，控制所述摄像头处于低图像采集帧率状态。

4、优选的，所述抽帧处理按照如下方式进行：对于视频流先进行硬件解码，然后对于视频流按照25-30帧/秒的速度进行提取图片得到待处理帧。

5、优选的，所述车牌识别按照如下方式进行：对同一视频流的每1个待处理帧或每n个待处理帧进行一次识别，其中n为大于1的整数。

6、优选的，所述识别反馈按照如下方式操作：将识别出的车牌号码与本地存储数据进行比对，判断车辆通行权限，并根据停车时长和本地计费规则计算应缴费用；根据所述通行权限和应缴费用生成道闸控制指令，并将道闸控制指令发送至道闸。

7、优选的，在完成识别反馈后，将识别反馈的结果传递给云端管理平台；当与云端管理平台处于离线状态时，则根据本地存储数据独立完成车牌匹配、费用计算和道闸控制，并在与所述云端管理平台恢复连接后将离线期间的数据自动同步。

8、优选的，道闸分别分配设置有独立的标识符，根据识别反馈中对应的道闸的标识符，向对应的道闸下发道闸控制指令，实现多道闸的独立控制。本技术各道闸具有独立标识符，本地服务器模块可根据识别结果中携带的道闸信息向对应的道闸下发控制指令，实现了多道闸的集中统一管理和独立控制，有效降低了多出入口停车场的设备数量和部署成本。

9、优选的，一个所述道闸设置有若干摄像头使得一个道闸对应若干个视频流，在获取该道闸的视频流并完成识别反馈后，根据该车闸内车辆数进行放行车辆数量的累积，到达该识别反馈完成的车辆后，若识别反馈通过，则直接进行放行。

10、本技术另一方面公开了一种道闸控制系统，包括如下模块：

11、摄像头模块，用于获得若干道闸的视频流；

12、本地服务器模块，用于从摄像头模块得到视频流，并对于视频流进行抽帧处理得到待处理帧；并根据待处理帧得到时间的先后，对于待处理帧进行实时的车牌识别，向车牌识别成功的道闸进行识别反馈。

13、云端管理平台，用于接受本地服务器模块的本地存储数据以及识别反馈。

14、优选的，所述本地服务器模块采用arm架构嵌入式处理器并集成npu；

15、所述摄像头模块采用poe摄像头或wifi摄像头或5g摄像头并由本地服务器模块直接供电；

16、所述本地服务器模块和云端管理平台采用4g网络连接或5g网络连接或wifi连接或wlan网络连接方式并采用websocket协议或mqtt协议或sse协议的实时通信协议；所述本地服务器模块和云端管理平台之间的实时通信包括：上行通信，所述本地服务器模块向所述云端管理平台推送车牌识别结果数据包，所述数据包包含车牌号码、车辆特征信息、识别置信度、停车时长、应缴费用及匹配状态；下行通信，所述本地服务器模块接收所述云端管理平台下发的控制指令数据包，所述控制指令包括道闸开启指令、道闸关闭指令、计费规则同步指令和号牌列表同步指令；心跳保活，所述本地服务器模块与所述云端管理平台按照预设的时间间隔互发心跳报文，当检测到通信连接断开时自动执行重连机制。

17、所述摄像头模块和本地服务器模块之间的控制接口为gpio接口、rs485接口、rs232接口或can接口中的任意一种或多种。本技术采用本地服务器模块作为核心处理单元，将车牌识别、计费计算、道闸控制等核心功能下沉至该处集中完成，本地服务器模块采用arm架构嵌入式处理器并集成npu，相较于传统工控机或后端服务器方案，硬件成本显著降低。同时，摄像头模块可通过poe方式由本地服务器模块直接供电，无需额外铺设电源线，施工简便、部署快捷。

18、本技术能够带来如下有益效果：

19、1.本技术在道闸上只是获取视频流，然后将道闸的视频流进行集中处理，而且在处理过程中，并非根据视频流的获取时间，而是对于基于视频流获得的待处理帧进行轮询，即按照待处理帧获取时间进行处理，能有效避免由于某个视频流质量不好，卡在某一视频流的问题，在降低整体建安成本的同时，还不影响整个道闸的通行效率。

20、2.本技术通过车辆检测触发器检测车辆到达信号时，才启动摄像头进行抓拍和识别，在无车辆通行的空闲时段，摄像头处于低功耗待机状态或降低帧率运行，有效降低了系统整体功耗，符合绿色节能的发展趋势。

21、3.本技术各道闸具有独立标识符，本地服务器模块可根据识别结果中携带的道闸信息向对应的道闸下发控制指令，实现了多道闸的集中统一管理和独立控制，有效降低了多出入口停车场的设备数量和部署成本。

22、4.本技术采用本地服务器模块作为核心处理单元，将车牌识别、计费计算、道闸控制等核心功能下沉至该处集中完成，本地服务器模块采用arm架构嵌入式处理器并集成npu，相较于传统工控机或后端服务器方案，硬件成本显著降低。同时，摄像头模块可通过poe方式由本地服务器模块直接供电，无需额外铺设电源线，施工简便、部署快捷。