资源描述
,5/11/2021,#,软件定义高速路自动收费系统,（,Software Defined,Toll,Collection,SDTC,）,软件定义高速路自动收费系统,1,关,于,SDTC,的,理念,S,D,T,C,的核,心,技术,S,D,T,C,的建,设,方案,目录,关于SDTC的理念SDTC的核心技术目录,2,关于,S,D,T,C,的理念,客车载客,货车载重,普通路段,桥梁隧道,分车,计程,定型,计费,要素,计座,四型,计重五型,车型,客车,货车,一型车,小于等于,7,座,小于等,于,2,吨,二型车,8,19,座,2,5,吨（含,5,吨）,三型车,20,39,座,5,10,吨（含,10,吨）,四型车,40,座及以上,10,吨,15,吨（含,15,吨），,20,英尺集装 箱车,五型车,大于,15,吨、,40,英尺 集装箱车,计费关键,关于SDTC的理念客车载客普通路段分车计程定型计费计座四,3,关于,S,D,T,C,的理念,建设运营投资,交通运输部数据显示，预计2020年,底,，全,国,汽车,保,有量达,2,亿辆,，,高速,公,路通,车,里程,达,16万,公,里，收,费站约7500个，如按照每个收费站,两,进两,出,4,个,收,费,车,道,规,划,，,将,建设,ETC,车道,3,万,条,。,基,于5.8G,技术建,立,ETC,车道，一个车道成本约,3040,万元,，,加上300元,左,右一,个,标签,，,平均,150,元的,电,池更,换,，,则,全,面实 现,ETC,需要投入资金或达千亿元，而,这,些成,本,基本,上,是由,高,速公,路,公司,和,车主,承担,。,高速费用征收,收费系统的目的就是将应征费额,全,部收,回,，然,而,，,事,实,上E,T,C,技,术在,跟,车误,判,、邻,道,干扰,、,路径,错,识 等方面存在的可靠性、可用性、可,维,性和,安,全性,等,问题,，,往往,造,成,了,ETC,设备,的,功能,执,行差,错,，甚,至,费 用纠纷，在兼顾效率的同时，其,征,收,率根,本,难以,达,到100%,。,结论,：大力推进高速公路不停车收费，提高行车效率，最大化费用征收率，降低建设运,营成本，是国家规划的明确要求，迫切需求,下一代不停车收费系统，即,E,T,C2,.,0,作为支撑，,而,SDTC,正是“交通,+,金融”新业态发展与新模式建立的重要诞生,地,。,算一笔账,关于SDTC的理念建设运营投资高速费用征收算一笔账,4,关于,S,D,T,C,的理念,技术模式,安全便捷,智能高效,经济节约,安全,性,扩展性,开放性,物联网,互联网,大数据,车载端,个人端,匝道端,E,T,C,更关注从,IC,卡扣除 通行费，且车主账 户小额不,设密，资,金易盗,刷,。,硬件设备,与软件流,只局限于,收费系,统,，,程固化，软硬件过 难以扩,展,。,于专用。,在物联感,知方面存,在识别与,5.8G H,z,专用短程 通信为基,础的互联,属于流程,化交易，,大数据应,干扰问,题,。,车辆系,统,。,用不多。,凭车主信,购置办理,息办理用 车载标签于,ETC,的 设备。,银行信用,IC,卡。,在匝道口,安装微波 探测与计 重设备。,S,D,T,C,以高安全 等级的支,微信、百,度钱包相,互间的无,支持基础 设施与数,付接口实据资源分 现支付,宝,、,离，确保,与既有收,费系统的,信息基础,缝衔接与设施融合 支付迁,移,。,立旧。,有利于打 造智能高 速,+,金融 的新业态 新 模 式，,推动高速,路全产业 链的信息 服务保,障,。,构建面向,4G/5G,的,构建物联 感知网络 支持分型,计重、,定,支持移动,位跟踪。,互联。,在车辆识,别、计,程,、,清分、支,营等环节,急需大数 据体系作 为支撑。,无需添加,通信网,络,，,付乃至运,任何车载,设备。,除个人智,无需添加,在匝道口,安装无线,能手机,外,，,网络设备,与分型计,额外终,端,。,重设备。,高速路不停车收费，从本质上讲也,就,是在,高,速路,进,站匝,口,智能,识,别客,货,车型,，,出站,匝,口自,主,计算,行,车里,程,并完,成,不停,车,、无现金交费的一种高效模式。即，,高,速路,自,动收,费,=,车型,识,别,+,行,车,计程,+,支,付关,联,。,然而相较于第一代,ETC,而言,，SDTC(ETC2.0),却有,着,更加,安,全便,捷,、智,能,高效,、,经济,节,约的,卓,越优,势,。,特征对比,关于SDTC的理念技术模式安全便捷智能高效经济节约安全性,5,关于,S,D,T,C,的理念,车型计重识别,端车关联,行车里程识别,高速路收费,端程关联,车程关联,支付终端,如图所示，在整个技术路径中：,（,以,光电计座,/,压电计重,开展车,型,识别,+,以,蓝牙定位,开展行车计程,+,以,智能,APP,开展支付关联,）,SDTC,=,以软件定义或者数据驱动为支撑的,信,息基,础,设施,关于SDTC的理念车型计重识别端车关联行车里程识别高速路,6,关于,S,D,T,C,的理念,通行卡通行卡通行,卡,+,现金,智能,APP,将支付终端与 通行车辆绑定,计型计重,+,蓝牙,车型识别 入口定位,智,能,APP+,蓝牙,行车计程 支付结算,车载标签,+,I,C,卡,车载标签,+,I,C,卡,+,微波,设,备,车载标签,+,I,C,卡,+,微波,设,备,通行车辆,车辆标识,入口上高速,定型定位,出口下高速,定位结算,关于SDTC的理念通行卡通行卡通行卡+现金智能APP,7,关于,S,D,T,C,的理念,高速 入口,行驶 车辆,驶入 凭证,司乘,人员,4,车牌识 别与车 辆车型 分类,5,蓝牙出 口定位 与车牌,识别,高速 出口,6,计程 支付,清算,7,APP,移动 支付,高速 区间,驶出 凭证,抬杆 放行,1,智能,APP,启用,2,蓝牙,入口,定位,3,APP,发放,标识,应用流程,关于SDTC的理念高速 入口行驶 车辆驶入 凭证司乘45,8,关,于,SDTC,的,理念,S,D,T,C,的核,心,技术,S,D,T,C,的建,设,方案,目录,关于SDTC的理念SDTC的核心技术目录,9,S,D,T,C,的建设方案,技术架构,SDTC的建设方案技术架构,10,S,D,T,C,的核心技术,车辆轮廓扫描仪,地感线圈,处理器,车型标准数据库,单双胎识别器,车轴数量测量器,计座识别,计座识别系统基于车辆线性特征信,息,，正,面,特征,信,息和,车,尾特,征,信,息,识,别车,辆,种类,，,并在,车,型标,准,库的,关,联下,对驶入车辆进行精准计座。其中，,车,辆线,性,特征,信,息由,车,辆轮,廓,信息,、,车轴,数,量及,车,辆轮,胎,单双,计,算得,到,，如,下图所示,：,车辆轮廓扫描仪,，其安,装,于车,道,两侧,用,于扫,描,车辆,的,轮廓,；,车轴,数,量测,量,器,，,其,安装,于,车道,上,用于 测量车辆车轴的数量；,单双轮胎识,别,器,，,其,安装,于,车道,上,用于,识,别车,辆,轮胎,的,单双。,SDTC的核心技术车辆轮廓扫描仪计座识别,11,S,D,T,C,的核心技术,计座识别,其中，正面特征信息和车尾特征信,息,以匝,道,口照,相,机所,拍,摄的,图,像为,对,象，,根,据车,标的,系,列,化先,验,专家,知,识,锁,定车标所在的大致区域范围，再利,用,霍,夫,变,换,和,角,点,检,测,实,现,车,标,精,确,定,位,，,最,后,采,用,基,于,不,变,矩,的,模,式,识别,方法，实现在平移、缩放和旋转等,境,况下,的,车标,识,别；,以,车牌,定,位方,法,锁定,车,牌区,域,，并,从,车尾,部,分抠,除,该区 域，剩下部分内含有的字符信息即,为,该车,的,车辆,详,细信,息,，再,利,用,模,糊,支持,向,量机,的,字符,识,别方,法,完成,对,车尾 信息的车型识别。,车头 图像,车牌 定位,中心点 选取,矩形区,域划定,霍夫变 换处理,车标 图像,车标 识别,车尾 图像,车牌 定位,车位区 域定位,车尾字 符识别,车尾信 息识别,ID,Name,IMG,Don_IMG,Fac,X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,1,大众,C:U,C:U,上海大众,6.34,6.75,4.37,6.57,12.13,0.71,11.99,2,本田,C:U,C:U,广州本田,5.33,0.99,2.73,4.96,9.46,5.58,13.55,3,宝马,C:U,C:U,宝马,6.34,6.75,2.73,6.57,12.13,0.71,13.55,SDTC的核心技术计座识别车头 图像车牌 定位中心点 选,12,S,D,T,C,的核心技术,。,先验知识车标定位识别,技,术,在车标定位中，需要用到两个位置,信,息，,一,个是,车,标与,车,牌的,相,对位,置,，车,标,一般,位,于车,牌,上方,，,而车,牌,所在,区,域具有,较为稳定的纹理特征和较为固定的,尺,寸大,小,，根,据,车牌,的,具体,位,置就,可,以得,到,汽车,标,志在,车,牌上,方,的大,致,范围,，,此外，,车标宽度大小不会超过车牌的宽度,，,因此,以,车牌,的,宽度,作,为车,标,粗定,位,范围,的,宽度,。,同时,通,过对,大,量车,标,的研,究,知道车 标的中心与车牌的中心在一条垂直,中,轴线,上,，因,此,在车,牌,已经,被,准确,定,位的,前,提下,，,可根,据,下列,公,式进,行,车标,粗,定位,。车标所在大致区域确定后对该区域,进,行图,像,预处,理,，为,车,标精,确,定位,提,供基,础,，首,先,使用,加,权平,均,值的,方,法进,行,图像的 灰度化。灰度化后的区域图像还含,有,大量,的,噪声,，,通过,图,像平,滑,技术,消,除噪,声,，并,以,高通,滤,波进,行,图像,增,强，,再,利用霍 夫变换和角点检测精确定位到车标,。,最后,基,于不,变,矩特,征,的模,式,识别,算,法，,依,据欧,式,距离,公,式计,算,相似,系,数，,对,车标予 以相似性判断。,其中,，,t,的取值范围是,1.53,，,Y1,和,Y2,是,车,标区,域,的上下 边界坐,标，,X,1,、,X,2,是,车,标区,域,的,左,右边界,坐,标,，,Y,m,a,x,、,Ymin,是车牌区域的上下边界坐标,，,Xmax,、,Xmin,是,车牌 区域的左右边界坐标。,Hpai,是车牌的,高,度。,SDTC的核心技术。先验知识车标定位识别技术,13,S,D,T,C,的核心技术,。,车型型号定位识别技术,对车尾信息分类很复杂，因为车尾,信,息的,多,样化,和,无规,则,化，,有,的品,牌,的车,辆,，车,尾,左边,信,息是,汉,字字,符,，而,有,的就是,字母字符，右边信息由的品牌车辆,时,纯数,字,如宝,马,，而,有,的车,辆,为字,母,如大,众,，还,有,部分,国,产车,右,侧车,系,信息,为,汉字，,因此对车尾信息字符选择合适的样,本,库，,对,识别,率,和效,率,尤为,重,要。,通,过车,标,识别,可,以知,道,车辆,品,牌信,息,，在,车,型标准 数据库车尾信息表中以该品牌名字,为,索引,查,找表,，,得到,该,车辆,车,尾信,息,的规,律,，如,国,产奥,迪,车尾,右,部均,为,数字,和,字母的 组合，左部为汉字字符。因此对车,尾,左右,两,部分,信,息进,行,字符,识,别则,分,类设,计,为右,部,为字,母,与数,字,的识,别,，而,左,部分类 器对应的样本库即为汉字样本库。,动,态分,类,器示,意,图如,下,：,车尾左部样本库特征提取,选择合适样本库识别结果图像预处理 标准库查询车尾右部样本库车尾左部图像 车标识别结果特征提取,图像预处理 车尾右部图像,SDTC的核心技术。车型型号定位识别技术,14,S,D,T,C,的核心技术,计座识别,其中，车型标准库将所有车型分为,客,货两,类,，而,对,这两,大,类又,进,行不,同,纬度,的,细分,，,如家,用,轿车,分,为一,厢,、两,厢、三厢和
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