1 La présente invention concerne un dispositif de classificationThe present invention relates to a classification device
automatique de véhicules destiné à équiper un poste de péage manuel ou de télépéage, par exemple un 5 poste de péage d'autoroute, pour la tarification et la perception du montant du péage. Les critères qui servent à définir la classe d'un véhicule sont le type du véhicule, sa hauteur, le nombre d'essieux, et son poids, ce dernier se déduisant d'un calcul de volume. Dans le cas du péage manuel, le véhicule est identifié et classifié soit 10 manuellement, soit automatiquement selon des critères dimensionnels et des caractéristiques de roulage et d'attelage prédéfinis différemment selon les pays et on procède à une transaction manuelle de paiement. Dans le cas du télépéage, le véhicule est équipé d'un badge, le poste est équipé d'une base radio réceptrice des signaux émis par le badge et de capteurs dimensionnels 15 et, au passage du véhicule, le badge est lu par la base radio. Le véhicule est identifié et classé selon les mêmes critères et la transaction de paiement est effectuée automatiquement. Dans les deux cas, la classification du véhicule doit être établie et elle est automatiquement déduite d'informations fournies par un ensemble de boucles 20 magnétiques, enfouies dans la chaussée du chenal du poste de péage et disposées le long des îlots qui le borde, et de capteurs vidéo et optiques, dont des scanners laser, par exemple. Les capteurs laser permettent de relever la hauteur, la longueur, la largeur du véhicule et la présence ou non d'une remorque et les boucles magnétiques permettent de 25 relever le nombre d'essieux. Or, les véhicules pouvant atteindre des longueurs supérieures à 20 mètres et les chenaux et îlots n'ayant généralement qu'une longueur de 6 à 15 mètres, ces derniers ne permettent pas de disposer des capteurs sur une longueur suffisante. De plus, à cause des intempéries ou du manque d'éclairage, notamment la nuit, les 30 capteurs optiques ne sont pas toujours convenablement opérationnels. Une solution consisterait à allonger les îlots et par suite les chenaux des postes de péage, mais cette solution serait extrêmement coûteuse car elle nécessiterait toujours des travaux de génie civil très conséquents. Elle ne résoudrait d'ailleurs pas tous les problèmes évoqués ci-dessus. 35 La demanderesse a donc recherché une solution moins onéreuse et plus efficace et c'est ainsi qu'elle propose son invention. 2903519 2 Ainsi, la présente invention concerne un système de classification de véhicule automobiles pour fournir automatiquement la classe d'un véhicule franchissant un poste de péage à au moins un chenal de passage, comportant au moins des moyens d'analyse de gabarit et des moyens de traitement des données fournies par les moyens d'analyse, système caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens vidéo agencés pour, à partir d'images prises en amont du chenal, discriminer les véhicules et transmettre leurs données de sortie aux moyens de traitement. Les moyens de traitement sont de préférence agencés pour traiter automatiquement les images amont transmises par les moyens vidéo et en déduire la tarification en fonction Io des caractéristiques de classification en vigueur. Grâce à cela, il n'est pas nécessaire d'effectuer des travaux de génie civil pour adapter un poste de péage à des véhicules plus longs que les îlots et les chenaux d'accès du poste considéré. De préférence, les moyens vidéo comprennent une caméra thermique et les images 15 sont des images thermiques, qui ne sont pas dégradées par des intempéries ou l'obscurité. L'efficacité du système n'est pas affectée par les intempéries ni interrompue par la nuit. De plus, outre la réduction des coûts d'implantation entraînée par la facilité d'implantation, on réduit les coûts de maintenance et d'exploitation et on augmente la 20 pérennité et l'évolutivité du système par rapport aux systèmes traditionnels à capteurs enfouis dans le sol. Dans la forme de réalisation préférée du système de l'invention, les moyens d'analyse de gabarit comprennent un laser scanner, avantageusement placé à l'entrée du chenal, tout comme les moyens vidéo, et il est aussi avantageusement prévu des moyens 25 de surveillance et de contrôle du poste de péage, placés à la sortie du chenal. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après du système de classification automatique selon l'invention, faite en référence aux dessins annexés sur lequel : - la figure 1 représente une vue de dessus schématique d'un poste de péage équipé du 30 système de classification selon l'invention ; la figure 2 est un schéma par blocs fonctionnels du système de classification selon l'invention et la figure 3 représente une vue de face du système de classification selon l'invention. 35 En référence à la figure 1, le poste de péage 1 comporte un chenal 2 délimité en largeur par deux îlots 3 et 4 pourvus de pare-chocs amonts 5 et 6 supportant une barrière 17 située en aval, ou à la sortie, du poste 1. Derrière les pare-chocs 5 et 6, sont disposés des poteaux 7 et 8 pour supporter un 40 dispositif 11, 12 d'analyse de gabarit. Les poteaux 7 et 8 sont placés suffisamment en 2903519 3 amont du point de paiement 19 du poste 1 pour que tout véhicule le franchissant puisse être analysé avant d'avoir franchi la barrière 17. Le dispositif d'analyse comporte des lasers scanners 11, 12. 5 Le dispositif 11, 12 comporte deux scanners lasers 11 et 12 situés de part et d'autre du chenal 2. Il permet ainsi de fournir certains paramètres comme le sens de déplacement ou la vitesse des véhicules, données utiles pour estimer leur longueur, ainsi que d'autres paramètres tels que leur largeur. automatic vehicle intended to equip a manual tolling station or electronic toll, for example a tollgate toll, for pricing and collection of the amount of the toll. The criteria used to define the class of a vehicle are the type of vehicle, its height, the number of axles, and its weight, the latter being deduced from a volume calculation. In the case of manual tolling, the vehicle is identified and classified either manually or automatically according to dimensional criteria and rolling characteristics and hitch predefined differently according to the country and is carried out a manual payment transaction. In the case of electronic toll collection, the vehicle is equipped with a badge, the station is equipped with a radio base receiving the signals emitted by the badge and dimensional sensors 15 and, when the vehicle passes, the badge is read by the base radio. The vehicle is identified and classified according to the same criteria and the payment transaction is carried out automatically. In both cases, the classification of the vehicle must be established and it is automatically deduced from information provided by a set of magnetic loops, buried in the pavement of the channel of the toll station and arranged along the islands which border it, and video and optical sensors, including laser scanners, for example. The laser sensors make it possible to record the height, the length, the width of the vehicle and the presence or not of a trailer and the magnetic loops make it possible to raise the number of axles. However, the vehicles can reach lengths greater than 20 meters and the channels and islands generally have a length of 6 to 15 meters, the latter do not allow to have sensors for a sufficient length. In addition, due to inclement weather or lack of illumination, especially at night, the optical sensors are not always properly operational. One solution would be to extend the islands and therefore the channels of the toll stations, but this solution would be extremely expensive because it would still require very substantial civil engineering work. It would not solve all the problems mentioned above. The applicant has therefore sought a less expensive and more efficient solution and thus it proposes its invention. Thus, the present invention relates to a motor vehicle classification system for automatically providing the class of a vehicle crossing a toll station to at least one passage channel, comprising at least gauge analysis means and means processing data provided by the analysis means, characterized in that it comprises video means arranged for, from images taken upstream of the channel, discriminating vehicles and transmit their output data to the means of treatment. The processing means are preferably arranged to automatically process the upstream images transmitted by the video means and to deduce the pricing based Io classification features in force. As a result, it is not necessary to carry out civil engineering work to adapt a toll station to vehicles longer than the islands and access channels of the station in question. Preferably, the video means comprise a thermal camera and the images are thermal images, which are not degraded by inclement weather or darkness. The efficiency of the system is not affected by the weather or interrupted by the night. Moreover, in addition to the reduction in implementation costs brought about by the ease of implementation, maintenance and operating costs are reduced and the durability and scalability of the system is increased compared to traditional sensor systems buried in the system. floor. In the preferred embodiment of the system of the invention, the template analysis means comprise a laser scanner, advantageously placed at the entrance to the channel, just like the video means, and it is also advantageously provided with means 25 of the invention. surveillance and control of the toll station, placed at the exit of the channel. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly on reading the following description of the automatic classification system according to the invention, made with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 represents a view from above schematic of a toll station equipped with the classification system according to the invention; Figure 2 is a functional block diagram of the classification system according to the invention and Figure 3 shows a front view of the classification system according to the invention. Referring to FIG. 1, toll booth 1 comprises a channel 2 delimited in width by two islands 3 and 4 provided with upstream bumpers 5 and 6 supporting a barrier 17 located downstream or at the outlet of the station. 1. Behind the bumpers 5 and 6 are posts 7 and 8 for supporting a jigging device 11, 12. The posts 7 and 8 are placed sufficiently upstream of the payment point 19 of the station 1 so that any vehicle crossing it can be analyzed before having crossed the barrier 17. The analysis device comprises scanner lasers 11, 12 The device 11, 12 comprises two laser scanners 11 and 12 located on either side of the channel 2. It thus makes it possible to provide certain parameters such as the direction of movement or the speed of the vehicles, data useful for estimating their length, as well as other parameters such as their width.
En référence à la figure 2, le poste de péage 1 est ici équipé d'un système de classification automatique 20 qui comporte le dispositif d'analyse 11, 12 ci-dessus, une caméra vidéo 14 également supportée par le poteau 8 et disposée pour surveiller la chaussée à l'entrée du chenal 2, suffisamment en amont pour fournir des images permettant la caractérisation des parties des véhicules non vues par le dispositif d'analyse 11, 12, une deuxième caméra vidéo 16 à la sortie du poste, et une unité de traitement 21 reliée à un terminal 13 servant d'interface homme machine. La caméra 14 doit à la fois "voir" distinctement des essieux et des hauteurs sur toute la longueur du véhicule. Les données qu'elle fournit permettent l'évaluation du 20 poids comme il est fait usuellement. Pour cela, et aussi pour éviter que la chaussée à surveiller ne soit masquée par les pare-chocs, le dispositif vidéo 14 est fixé à un des poteaux supports du dispositif d'analyse 11, 12 par l'intermédiaire d'un bras 15 situé à une bonne hauteur et l'écartant 25 de l'îlot sur lequel il est implanté. Le bras 15 doit l'écarter suffisamment pour dégager son champ de vision vers l'arrière des véhicules en cours d'analyse laser, en amont de l'entrée du chenal 2. Dans un cas pratique, le chenal a une longueur de six à douze mètres, les pare-chocs ont 30 une longueur de deux mètres et une hauteur de un mètre ; la caméra 14 détermine les hauteurs des véhicules, le bras 15 étant à six mètres de haut. Alors, une longueur de bras comprise entre un et deux mètres est suffisante et permet à la caméra 14 d'avoir un champ de vision convenable. Disposée ainsi, elle est aussi peu sujette aux encrassements et à l'éblouissement lointain. With reference to FIG. 2, the toll station 1 is here equipped with an automatic classification system 20 which comprises the analysis device 11, 12 above, a video camera 14 also supported by the post 8 and arranged for monitor the pavement at the entrance to channel 2, sufficiently upstream to provide images allowing the characterization of the parts of the vehicles not seen by the analysis device 11, 12, a second video camera 16 at the exit of the station, and a processing unit 21 connected to a terminal 13 serving as a human machine interface. The camera 14 must both "see" distinctly axles and heights along the entire length of the vehicle. The data it provides allows the evaluation of the weight as it is usually done. For this, and also to prevent the roadway to be monitored from being masked by the bumpers, the video device 14 is fixed to one of the support posts of the analysis device 11, 12 via an arm 15 located at a good height and spreading 25 of the island on which it is implanted. The arm 15 must separate it sufficiently to clear its field of vision towards the rear of the vehicles being analyzed laser, upstream of the entrance of the channel 2. In a practical case, the channel has a length of six to twelve meters, the bumpers are two meters long and one meter high; the camera 14 determines the heights of the vehicles, the arm 15 being six meters high. Then, an arm length between one and two meters is sufficient and allows the camera 14 to have a suitable field of view. Arranged thus, it is also little subject to fouling and distant dazzling.
35 Comme caméra vidéo 14, on a choisi une caméra thermique 14, ce qui permet de pouvoir fonctionner par tous temps, de jour comme de nuit et d'obtenir une bonne caractérisation des véhicules.As a video camera 14, a thermal camera 14 has been chosen, which makes it possible to be able to operate in any weather, day or night, and to obtain a good characterization of the vehicles.
40 Elle offre de plus l'avantage de faciliter la détection des essieux par la détection des roues ayant effectivement roulé, car ces roues ont alors acquis une température relativement plus élevée que celle des roues qui n'ont pas été utilisées. On aura noté qu'on détecte les essieux, non par la présence du métal des essieux et 45 des jantes, mais par la température élevée des pneumatiques. La caméra vidéo 16 peut, par contre, être une caméra vidéo de télévision ordinaire. Elle est installée en aval du chenal 2, à sa sortie, et permet la surveillance et le contrôle i0 2903519 4 du point de paiement 19 par un opérateur. Son positionnement permet de fournir une image satisfaisante de la plaque minéralogique du véhicule en cours de transaction. Les données fournies par ces dispositifs 11, 12, 14, 16 sont traitées par l'unité 21 5 de traitement et de classification des véhicules. Cette unité 21, de préférence située au point de paiement 19, est un ordinateur standard comportant des applications temps réel et sa composition et son fonctionnement vont maintenant être décrits. L'ordinateur 21 comporte une interface laser 22 reliée au dispositif 11, 12 d'analyse laser, une interface vidéo amont 23 reliée à la caméra thermique 14 et une interface vidéo aval 24 reliée à la caméra vidéo de télévision 16.It also has the advantage of making it easier to detect the axles by detecting the wheels that have actually rolled, because these wheels have then acquired a relatively higher temperature than the wheels that have not been used. It will be noted that the axles are detected, not by the presence of the metal of the axles and the rims, but by the high temperature of the tires. The video camera 16 may, on the other hand, be an ordinary television video camera. It is installed downstream of the channel 2, at its output, and allows the monitoring and control of the payment point 19 by an operator. Its positioning makes it possible to provide a satisfactory image of the number plate of the vehicle during the transaction. The data provided by these devices 11, 12, 14, 16 are processed by the vehicle processing and classification unit. This unit 21, preferably located at the payment point 19, is a standard computer with real-time applications and its composition and operation will now be described. The computer 21 comprises a laser interface 22 connected to the laser analysis device 11, 12, an upstream video interface 23 connected to the thermal camera 14 and a downstream video interface 24 connected to the television video camera 16.
15 Les trois interfaces 22, 23, 24 traitent les données brutes des trois dispositifs respectifs et renvoient à un module de gestion 25 de l'ordinateur 21 des données prétraitées permettant le calcul de classification. Ainsi : les données prétraitées reçues de l'interface 22 sont les suivantes : 20 mesure de la hauteur des véhicules, mesure de la largeur des véhicules, - estimation du nombre d'essieux, présence de timons de remorque ou de caravane, - sens de déplacement du véhicule dans le chenal, 25 - mesure des vitesses du véhicule en début et en fin de chenal, - mesure de la longueur des véhicules courts compte tenu de la vitesse. Les données prétraitées reçues de l'interface 23 sont les suivantes : indication de véhicule arrivant dans le chenal, 30 estimation du nombre d'essieux du véhicule, - estimation du volume du véhicule en fonction de ses dimensions. Les données prétraitées reçues de l'interface 24 sont les suivantes : images de surveillance du véhicule, 35 - images de contrôle destinées à un contrôleur situé à distance, images de la plaque d'immatriculation du véhicule. A partir de ces données prétraitées et d'un tableau de correspondance officiel (non représenté), ici mémorisé dans l'unité de traitement 21 et qui dépend du pays où le poste 40 de péage 1 est installé, le module de gestion 25 en déduit les données de classe qu'il transmet à l'interface 13 situé au point de paiement 19, sur la demande de ce dernier, dans le but d'effectuer la transaction prévue. Dans certains cas, le système peut transmettre au contrôleur de voies les informations précédentes pour lui permettre de déterminer la classe du véhicule.The three interfaces 22, 23, 24 process the raw data of the three respective devices and refer to a management module 25 of the computer 21 pre-processed data for classification calculation. Thus: the pre-processed data received from the interface 22 are the following: measurement of the height of the vehicles, measurement of the width of the vehicles, estimation of the number of axles, presence of trailer drawbars or caravan, sense of moving the vehicle in the channel, 25 - measuring vehicle speeds at the beginning and end of the channel, - measuring the length of short vehicles taking into account speed. The pre-processed data received from the interface 23 are the following: indication of the vehicle arriving in the channel, estimation of the number of axles of the vehicle, estimation of the volume of the vehicle according to its dimensions. The pre-processed data received from the interface 24 are the following: vehicle surveillance images, 35-control images for a remotely located controller, vehicle license plate images. From these pre-processed data and from an official correspondence table (not shown), here stored in the processing unit 21 and which depends on the country where the toll station 40 is installed, the management module 25 derives therefrom the class data it transmits to the interface 13 located at the point of payment 19, at the request of the latter, for the purpose of performing the planned transaction. In some cases, the system may transmit to the lane controller the previous information to enable it to determine the class of the vehicle.
45 La classe d'un véhicule se définit en France comme suit : classe 1 : véhicules légers de hauteur inférieure ou égale à 2 mètres et dont le poids est inférieur ou égal à 3,5 tonnes, 35 2903519 5 classe 2 : véhicules intermédiaires, de hauteur comprise entre 2 et 3 mètres et de poids inférieur ou égal à 3,5 tonnes, classe 3 : poids lourds et autocars (2 essieux) dont la hauteur totale est supérieure ou égale à 3 mètres ou dont le poids est supérieur à 3,5 tonnes, 5 classe 4 : poids lourds et autocars (3 essieux et plus) dont la hauteur totale est supérieure à 3 mètres ou dont le poids est supérieur à 3,5 tonnes, classe 5 : motos, side-cars et trikes. Ainsi, en France, le tableau de correspondance doit contenir ces données, mais lo dans un autre pays ces données doivent être différentes et être en rapport avec la législation locale. Les données de classe du véhicule sont calculées par exécution d'un algorithme de classification copiant les pratiques manuelles usuelles en la matière, mais calculant en 15 outre un indice de confiance statistique sur une échelle de 1 à 5, en comparant les données prétraitées des interfaces 22 et 23 d'origine laser et thermique. On peut aussi comparer le nombre d'essieux obtenu grâce à l'analyse des données thermiques à celui obtenu grâce aux boucles magnétiques, à condition que ces dernières 20 données soient transmises à l'ordinateur 21. Les images vidéo fournies par la caméra 16 permettent non pas seulement de diffuser, si un contrôle s'avère nécessaire, une vue du véhicule vers un centre distant (non représenté), mais surtout d'en lire la plaque minéralogique à des fins d'identification, et 25 éventuellement d'en lire une plaque descriptive du véhicule, comme cela pourrait ultérieurement être mis en application, suivant des normes envisagées au niveau européen, la plaque comportant notamment le poids total du véhicule. Dans ce dernier cas, le poids affiché peut être comparé au poids estimé. Dans ce 30 but, le module 25 comporte un programme OCR de reconnaissance optique de caractères, mis en oeuvre dans un module non représenté. Pour le système 20, la longueur idéale de l'îlot 3, 4 est une quinzaine de mètres. Mais le système 20 peut être facilement adapté à toute autre longueur, sur tous types de chenaux, et pour tous types de véhicules. Les principaux avantages du système 20 sont la fiabilité relativement à l'environnement d'exploitation : pollution, bruit, vibrations, nettoyage haute pression, saumure..., l'immunité aux perturbations par d'autres équipements voisins et l'insensibilité au type, à la couleur, à la taille et à la matière du véhicule.45 The class of a vehicle is defined in France as follows: Class 1: light vehicles of less than or equal to 2 meters in height and weighing less than or equal to 3.5 tonnes, 35 2903519 5 Class 2: intermediate vehicles, height between 2 and 3 meters and weighing less than or equal to 3.5 tonnes, class 3: heavy goods vehicles and coaches (2 axles) whose total height is greater than or equal to 3 meters or whose weight is greater than 3 , 5 tonnes, 5 class 4: heavy goods vehicles and coaches (3 or more axles) with a total height exceeding 3 meters or weighing more than 3.5 tonnes, class 5: motorcycles, side-cars and trikes. Thus, in France, the correspondence table must contain these data, but in another country these data must be different and must be related to local legislation. The vehicle class data is computed by executing a classification algorithm copying the usual manual practices in the field, but also calculating a statistical confidence index on a scale of 1 to 5, by comparing the pre-processed data of the interfaces. 22 and 23 of laser and thermal origin. It is also possible to compare the number of axles obtained by analyzing the thermal data with that obtained by means of the magnetic loops, provided that the latter data are transmitted to the computer 21. The video images provided by the camera 16 allow not only to broadcast, if a control proves necessary, a view of the vehicle to a remote center (not shown), but especially to read the license plate for identification purposes, and possibly to read a descriptive plate of the vehicle, as could subsequently be implemented, according to standards envisaged at European level, the plate comprising in particular the total weight of the vehicle. In the latter case, the displayed weight can be compared to the estimated weight. For this purpose, the module 25 includes an optical character recognition OCR program implemented in a module not shown. For the system 20, the ideal length of the island 3, 4 is about fifteen meters. But the system 20 can be easily adapted to any other length, on all types of channels, and for all types of vehicles. The main advantages of the system 20 are reliability relative to the operating environment: pollution, noise, vibrations, high-pressure cleaning, brine ..., immunity to disturbances by other neighboring equipment and insensitivity to the type , the color, size and material of the vehicle.
40 Enfin, des tentatives de fraude, comme l'entrée simultanée de plusieurs motos ou le soulèvement d'un essieu de camion avant l'arrivée au péage dans le but de déclasser le véhicule, sont détectées.40 Finally, fraud attempts, such as the simultaneous entry of several motorcycles or the raising of a truck axle before the arrival at the toll in order to decommission the vehicle, are detected.