一种基于激光雷达的高速ETC双向触发系统的制作方法

本实用新型涉及高速公路检测识别领域，特别涉及一种基于多线激光雷达的高速自由流出发系统。

背景技术：

国务院办公厅2019年5月21日发布了《深化收费公路制度改革取消高速公路省界收费站实施方案》，方案明确了取消全国省界收费站和推进不停车快捷收费的工作安排。在交通部全面部署下，2019年底全国基本完成部省两级系统升级、高速公路收费站、收费车道、etc门架系统硬件及软件标准化建设改造，全国省界高速公路已基本取消。etc门架是完成收费和收费信息采集的重要单元，也是本次系统升级的重要建设单元。

etc门架包含的主要设备有：车道控制器、rsu、高清摄像机、图像识别设备、网络设备等，其中图像识别设备是用于车辆的抓拍和识别，是高速收费的重要依据。

根据交通部[2019]856号文件《高速公路etc门架系统技术要求》的规定，在0-220km/h的条件下，车辆捕获率要求≧99.5%，车牌图像识别准确率≧95。车牌图像识别设备的触发方式可选用：视频触发、rs-485触发、外部i/o触发、网络触发。2019年建成的龙门架系统，车牌识别设备的触发方式基本为视频触发方式。在良好条件下，目前车辆捕获率只能达到85%左右，恶劣条件以及在夜晚捕获率更低，远远达不到交通部规定的≧95%的要求，给高速收费工作带来很大的损失和争议。

基于此，本实用新型介绍的一种基于激光雷达的高速etc双向触发系统，可有效提高高速自由流情况下的车辆捕获率。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种基于激光雷达的高速etc双向触发系统，可有效解决高速公路高速行驶车辆的低触发率问题。

为了实现上述目的，一种基于激光雷达的高速etc双向触发系统，包括激光雷达、抓拍机、工控机。

所述激光雷达包括前向激光雷达和后向激光雷达，用于产生行驶车辆的触发信号，所述前向激光雷达和后向激光雷达均安装于车道上方的龙门架上，前向激光雷达的激光发射方向朝向车辆行驶方向，后向激光雷达的激光发射方向与前向激光雷达相反，且前向激光雷达和后向激光雷达的激光扫描中心截面与路面的交线垂直于行车方向，激光雷达的扫描中心截面与地面垂直线的夹角为30°~80°。

所述抓拍机包括后向抓拍机和前向抓拍机，分别与后向激光雷达和前向激光雷达相连，用于接收所述后向激光雷达和前向激光雷达产生的触发信号，抓拍车辆图像。

进一步的，后向抓拍机聚焦于后向激光雷达扫描区域，前向抓拍机聚焦于前向激光雷达扫描区域。

所述工控机分别与激光雷达和抓拍机相连，接收激光雷达发送的触发信息，解析出触发信号，包括触发时间、车道号、触发id号；接收抓拍机抓拍的车辆图像信息，识别出车辆信息，包括车牌号、车牌颜色、车标、车系信息，最后形成车牌信息队列、图像信息队列和触发信息队列。

本实用新型的有益效果：系统安装简单，无需破坏路面，也不受路面施工影响，是一种总非接触式交通信息采集设备，方便后期维护；双向激光雷达的设置，可进一步提高单激光雷达的触发率；激光雷达能适应各种恶劣天气环境，如雨天、雾天等，相较于抓拍机识别触发方式，轮廓识别效果好，能大大提高行车触发率。

附图说明

图1为一种基于激光雷达的高速etc双向触发系统结构示意图。

图2为一种基于激光雷达的高速etc双向触发系统的识别效果图。

其中，1为前向激光雷达，2为后向激光雷达、3为后向抓拍机、4为前向抓拍机、5为工控机。

具体实施方式

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

如图1所示，一种基于激光雷达的高速etc双向触发系统，包括，前向激光雷达1、后向激光雷达2、后向抓拍机3、前向抓拍机4和工控机5。

前向激光雷达1与前向抓拍机4通过485接口相连，后向激光雷达2与后向抓拍机3通过485接口相连，前向激光雷达1和后像激光雷达2分别与工控机5通过网口或485接口相连，后向抓拍机3和前向抓拍机4与工控机5通过485接口相连。

如图2所示，前向激光雷达1和后像激光雷达2安装于高速路上方的龙门架上。前向激光雷达1的激光发射方向朝向车辆行驶方向，后向激光雷达2的激光发射方向与前向激光雷达1相反，且前向激光雷达1和后像激光雷达2的激光扫描中心截面与路面的交线垂直于行车方向，前向激光雷达1和后向激光雷达2的扫描中心截面与地面垂直线的夹角为30°~80°。

后向抓拍机3聚焦于后向激光雷达2的激光扫描区域，前向抓拍机4聚焦于前向激光雷达1的激光扫描区域。

该系统的工作步骤包括：

s101:当车辆经过后向激光雷达2的扫描区域时，后向激光雷达2发送触发信号给拍照机3进行拍照，并同时将该信号发送给工控机5，解析出触发信息，包括触发时间t1、车道号cd1、触发idid1；

s102:所述拍照机3接收到所述触发信号后，对后向激光雷达2的激光扫描区域进行拍照，获取车辆图像，将并将图像发送给工控机5，识别出车辆信息包括车牌号cp1、车牌颜色cc1、车标cb1、车系信息cx1，并将获取图像信息发送给工控机5；

s103:当车辆经过前向激光雷达1的扫描区域时，前向激光雷达1发送触发信号给拍照机4进行拍照，并同时将该信号发送给工控机5，解析出触发信息，包括触发时间t2、车道号cd2、触发idid2；

s104:所述拍照机4接收到所述触发信号后，对前向激光雷达1的激光扫描区域进行拍照，获取车辆图像，将并将图像发送给工控机5，识别出车辆信息包括车牌号cp2、车牌颜色cc2、车标cb2、车系信息cx2，并将获取图像信息发送给工控机5；

s105:工控机5在获取s101和s102步骤中的数据信息后，在5s时间范围内实时查询s103和s104步骤中的获取信息，如果发现相同的车牌号cp信息，则将s101和s102中获取的信息记录在车牌信息队列、图像信息队列、触发信号队列中；如果在s103和s104步骤中为获取相同信息，则将s101和s102中获取的信息记录在车牌信息队列、图像信息队列、触发信号队列中；如果在s103和s104步骤中识别出新的车辆信息，则将s103和s104中获取的信息记录在车牌信息队列、图像信息队列、触发信号队列中。

上面对本实用新型的实施方式做了详细说明。但是本实用新型并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

技术特征：

1.一种基于激光雷达的高速etc双向触发系统，其特征在于，包括激光雷达、抓拍机、工控机；

所述激光雷达包括前向激光雷达和后向激光雷达，用于产生行驶车辆的触发信号，所述前向激光雷达和后向激光雷达均安装于车道上方的龙门架上，前向激光雷达的激光发射方向朝向车辆行驶方向，后向激光雷达的激光发射方向与前向激光雷达相反，且前向激光雷达和后向激光雷达的激光扫描中心截面与路面的交线垂直于行车方向，激光雷达的扫描中心截面与地面垂直线的夹角为30°~80°；

所述抓拍机包括后向抓拍机和前向抓拍机，分别与后向激光雷达和前向激光雷达相连，用于接收所述后向激光雷达和前向激光雷达产生的触发信号，抓拍车辆图像；

所述工控机分别与前向激光雷达、后像激光雷达、前向抓拍机和后向抓拍机相连，接收激光雷达发送的触发信息，并解析出触发信号，包括触发时间、车道号、触发id号；接收抓拍机抓拍的车辆图像信息，并识别出车辆信息，包括车牌号、车牌颜色、车标、车系信息，最后形成车牌信息队列、图像信息队列和触发信息队列。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的高速etc双向触发系统，其特征在于，所述后向抓拍机聚焦于后向激光雷达扫描区域，所述前向抓拍机聚焦于前向激光雷达扫描区域。

技术总结
本实用新型提供了一种基于激光雷达的高速ETC双向触发系统，其特征在于包括前向激光雷达、后像激光雷达、前向抓拍机、后向抓拍机和工控机。前向激光雷达和后像激光雷达分别向相反方向进行行驶车辆的触发，其激光扫描中心截面与路面的交线垂直于行车方向，激光雷达的扫描中心截面与地面垂直线的夹角为30°~80°。前向抓拍机聚焦于前向激光雷达的激光扫描区域，后向抓拍机聚焦于后向激光雷达的激光扫描区域。两台激光雷达分别触发各自的抓拍机进行车辆图像获取。激光雷达和抓拍机获取的信息均发送于工控机进行分析。本实用新型解决了视频触发方式触发率低的问题，并通过设立双向激光雷达，进一步提高单激光雷达的触发率。

技术研发人员：张磊;杨帆
受保护的技术使用者：苏州艾氪英诺机器人科技有限公司
技术研发日：2020.12.18
技术公布日：2021.08.31