專(zhuān)利名稱(chēng)：嵌入式高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像超速抓拍系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種道路監(jiān)控設(shè)備——嵌入式高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像超速抓拍(含卡口)系統(tǒng)，屬于智能交通(ITS)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在道路監(jiān)控中，現(xiàn)有技術(shù)采用普通攝像技術(shù)(25幀/秒)，系統(tǒng)由工控機(jī)11、數(shù)只攝像機(jī)12、補(bǔ)光設(shè)備13、雷達(dá)14或線(xiàn)圈(或視頻檢測(cè))以及一套相應(yīng)軟件組成，見(jiàn)附圖1所示，其工作原理是雷達(dá)14(或線(xiàn)圈或視頻)檢測(cè)到車(chē)輛來(lái)到檢測(cè)區(qū)，并測(cè)出其速度，若超速，則抓拍，一般單向雙車(chē)道用四只攝像機(jī)12。其中三只記錄車(chē)牌圖像(保證車(chē)牌圖像的大小和像數(shù))和顏色，一只記錄車(chē)型和顏色，再將抓拍的時(shí)間、地點(diǎn)、車(chē)速等數(shù)據(jù)記錄在圖像的適當(dāng)?shù)胤?。通常，系統(tǒng)還有圖像處理、壓縮、存盤(pán)、通信功能。詳見(jiàn)附圖2所示的方框圖。
現(xiàn)有技術(shù)的超速抓拍系統(tǒng)尚存在的問(wèn)題和缺點(diǎn)一是無(wú)法獲得駕駛員的清晰圖像，夜間車(chē)速高時(shí)更甚；二是對(duì)于高速車(chē)輛，特別是高速公路上的高速車(chē)輛，較難獲得精確觸發(fā)，較難獲得清晰圖像(車(chē)牌和車(chē)型)；三是前端用工控機(jī)控制，Windows操作系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是工控機(jī)的硬件資源利用率低，Windows系統(tǒng)的固有缺陷在連續(xù)工作一年后顯現(xiàn)，即運(yùn)行速度變慢，控制精度降低，這對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性是致命的；四是圖像、數(shù)據(jù)的通信在簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)時(shí)、低價(jià)方面不理想。
隨著世界經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，道路不斷延伸。其中我國(guó)高速公路總里程已達(dá)四萬(wàn)公里，居世界第二位；車(chē)輛總量不斷增加，隨之而來(lái)的是交通事故的增加，道路擁堵嚴(yán)重，違章犯罪日益增加。這幾乎成了世界各國(guó)的通病。為了遏制這一勢(shì)頭，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，近十幾年來(lái)，世界各國(guó)發(fā)展了智能交通，利用光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)、通信等多學(xué)科的高新科技成果，研發(fā)成各種監(jiān)控、交通數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)采集、管理等方面的設(shè)備和系統(tǒng)，其中就包括超速抓拍系統(tǒng)。由于ITS(智能交通系統(tǒng)，Intelligent Transportation Systems)的發(fā)展，道路交通狀況有了極大改善，提高了道路通暢率，降低了事故率，有效遏制了違章犯罪行為。
隨著我國(guó)國(guó)際地位的提高，2008年北京奧運(yùn)會(huì)，2010年上海世博會(huì)，2012年廣州亞運(yùn)會(huì)都將在我國(guó)召開(kāi)。交通安全、反恐防恐的任務(wù)特別重，有關(guān)部門(mén)和用戶(hù)從2006年開(kāi)始提出要將駕駛員的面容拍清晰，這對(duì)于超速抓拍系統(tǒng)和卡口系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一種技術(shù)上的挑戰(zhàn)。因?yàn)閷?duì)于高速車(chē)輛(車(chē)速高于110Km/h)特別是夜間高速車(chē)輛，現(xiàn)有系統(tǒng)將車(chē)型、車(chē)牌拍清晰已不易，更何況要把人臉拍清晰？為此，必須從新的技術(shù)構(gòu)思，采用新的技術(shù)來(lái)解決，這就是本發(fā)明的目的和任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有超速抓拍系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)和不足，而提供一種能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的新需求以及技術(shù)發(fā)展的方向，能提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性的嵌入式高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像超速抓拍系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，該系統(tǒng)包括有不用工控機(jī)控制而設(shè)計(jì)、制作的一控制器，與該控制器相連接有雷達(dá)、窄脈沖發(fā)生器及高速攝像頭；所述的控制器為采用Linux軟件操作系統(tǒng)的、由大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)成的嵌入式軟硬件構(gòu)成的高速控制器HCR。
所述的高速控制器相連接有至少一采用百萬(wàn)像素的CCD彩色圖像傳感器的高清晰數(shù)字高速攝像頭，該高速攝像頭用網(wǎng)絡(luò)或光纖與圖像存儲(chǔ)器或監(jiān)控中心相連接。
所述的CCD彩色圖像傳感器的中心部分，劃出有30萬(wàn)像素，用作連續(xù)攝錄，頻率25幀/秒，并與多路硬盤(pán)錄像機(jī)相連，或與SDRAM中的軟件相配合作為視頻檢測(cè)用。
所述的高速控制器相連接有不用變壓器，而將交流220伏直接提升一倍電壓，經(jīng)高壓穩(wěn)壓電路后對(duì)主電容快速充電，極高速放電，且脈沖放電電流達(dá)數(shù)千安培，回電時(shí)間小于1.5s的高壓高光強(qiáng)窄脈沖發(fā)生器。
所述的高速控制器上還相連接有觸發(fā)、測(cè)速設(shè)備窄束雷達(dá)，或用線(xiàn)圈檢測(cè)器或視頻檢測(cè)器替代，以適應(yīng)多場(chǎng)合的要求。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，它能獲得高清晰、數(shù)字化的高速車(chē)輛的清晰圖像，包括車(chē)型、車(chē)牌、駕駛員容貌，以及圖像的顏色，包含了車(chē)輛的全部信息，其中駕駛員圖像是過(guò)去得不到的或偶爾得到也不夠清晰的，車(chē)型、車(chē)牌圖像的清晰度有大幅提高，其意義是車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別率有大幅提高，可達(dá)96％以上，高于國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；也提高了黑車(chē)比對(duì)的水平和成功率；提高了車(chē)輛圖像的捕獲率，可達(dá)98％以上；本發(fā)明在前端不用工控機(jī)，減小了電能消耗，可利用菲尼爾透鏡太陽(yáng)能電池供電，對(duì)偏遠(yuǎn)、無(wú)市電的省際道路監(jiān)控卡口具有重要意義。前端不用工控機(jī)，減少了很多閑置的計(jì)算機(jī)硬件資源，用嵌入式硬件HCR替代，提高了硬件的穩(wěn)定性、可靠性；軟件控制系統(tǒng)不用Windows操作系統(tǒng)，而用Linux系統(tǒng)替代，提高了系統(tǒng)長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性和精度；本發(fā)明還降低了系統(tǒng)制造成本，提高了性?xún)r(jià)比。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的超速抓拍系統(tǒng)方框示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的超速抓拍系統(tǒng)流程框圖。
圖3是本發(fā)明的超速抓拍系統(tǒng)方框示意圖。
圖4是本發(fā)明的超速抓拍系統(tǒng)流程框圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖3、4對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的介紹附圖3所示，本發(fā)明包括有不用工控機(jī)控制而設(shè)計(jì)、制作的一控制器21，與該控制器相連接有雷達(dá)22、窄脈沖發(fā)生器23及高速攝像頭24；所述的控制器21為采用Linux軟件操作系統(tǒng)的、由大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)成的嵌入式軟硬件構(gòu)成的高速控制器HCR。
所述的高速控制器21相連接有至少一采用百萬(wàn)像素的CCD彩色圖像傳感器的彩色高清晰數(shù)字高速攝像頭24，該高速攝像頭24用網(wǎng)絡(luò)或光纖與圖像存儲(chǔ)器或監(jiān)控中心25相連接。
所述的CCD彩色圖像傳感器的中心部分，劃出有30萬(wàn)像素，用作連續(xù)攝錄，頻率25幀/秒，并與多路硬盤(pán)錄像機(jī)相連，或與SDRAM中的軟件相配合作為視頻檢測(cè)用。
所述的高速控制器21相連接有不用變壓器，而將交流220伏直接提升一倍電壓，經(jīng)高壓穩(wěn)壓電路后對(duì)主電容快速充電，極高速放電，且脈沖放電電流達(dá)數(shù)千安培，回電時(shí)間小于1.5s的高壓高光強(qiáng)窄脈沖發(fā)生器23。
所述的高速控制器上還相連接有觸發(fā)、測(cè)速設(shè)備窄束雷達(dá)22，或用線(xiàn)圈檢測(cè)器或視頻檢測(cè)器替代，以適應(yīng)多場(chǎng)合的要求。
本發(fā)明在前端去掉工控機(jī)，設(shè)計(jì)成嵌入式軟硬件系統(tǒng)，軟件操作系統(tǒng)不用Windows系統(tǒng)，而采用Linux系統(tǒng)；工控機(jī)的必需控制功能，如雷達(dá)，窄脈沖發(fā)生器，高清晰數(shù)字高速攝像頭之間的程序控制，窄脈沖發(fā)生器的脈沖間隔及亮度控制，高清數(shù)字高速攝像頭的抓拍、閃存、傳輸控制等都用大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)成嵌入式硬件，稱(chēng)為高速控制器(HCR)。為了清晰表達(dá)駕駛員的容貌，選用百萬(wàn)像素的CCD彩色圖像傳感器，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化傳輸圖像。
發(fā)明設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是一是采用了嵌入式高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像超速抓拍(含卡口)系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)二是采用了高速控制器(由大規(guī)模集成電路構(gòu)成)。其主要功能是同步控制前端設(shè)備，使各種設(shè)備流程自動(dòng)同步工作，其中觸發(fā)、測(cè)速設(shè)備窄束雷達(dá)也可用線(xiàn)圈檢測(cè)器或視頻檢測(cè)器替代，以適應(yīng)多場(chǎng)合的要求；三是采用了高壓高光強(qiáng)窄脈沖發(fā)生器，其特征是不用變壓器，將交流220伏直接提升一倍電壓，經(jīng)高壓穩(wěn)壓電路后對(duì)主電容快速充電，極高速放電，脈沖放電電流達(dá)數(shù)千安培，回電時(shí)間小于1.5s；四是采用了高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像頭的構(gòu)思，它是采用百萬(wàn)像素，彩色CCD圖像傳感器，保證靜態(tài)圖像的高清晰度，應(yīng)用二項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào)96101326.5，申請(qǐng)?zhí)?00410016767X)進(jìn)行再創(chuàng)新，對(duì)高速車(chē)輛進(jìn)行高頻、高“凍結(jié)”的高速攝像，保證動(dòng)態(tài)圖像的高清晰度；配合前述要點(diǎn)，能夠獲得行駛車(chē)輛駕駛員的清晰圖像。構(gòu)思設(shè)計(jì)中有SDRAM，可寫(xiě)入必須的控制軟件，有閃存，可暫存3幀高清圖像；百萬(wàn)像素CCD的中心部分，劃出30萬(wàn)像素，用作連續(xù)攝錄，頻率25幀/秒，與多路硬盤(pán)錄像機(jī)相連，也可與SDRAM中的軟件相配合作為視頻檢測(cè)用；當(dāng)被測(cè)目標(biāo)——高速行駛車(chē)輛進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)從連續(xù)錄像模式轉(zhuǎn)變成單次觸發(fā)模式，轉(zhuǎn)換時(shí)間不大于5ms；本發(fā)明所述的高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像頭的輸出為12位，用網(wǎng)絡(luò)傳輸，以保證低價(jià)、實(shí)時(shí)、穩(wěn)定、可靠地遠(yuǎn)程傳輸。
附圖4所示，高精度窄速雷達(dá)22檢測(cè)到車(chē)輛來(lái)到檢測(cè)區(qū)，并測(cè)出其速度，若超速，則將信號(hào)傳輸至高速控制器21，并有高速控制器21發(fā)出同步信號(hào)給高清晰數(shù)字高速攝像頭24和窄脈沖發(fā)生器23，由窄脈沖發(fā)生器23按需發(fā)光；由高清晰數(shù)字高速攝像頭24抓拍、閃存，并將信號(hào)傳輸至監(jiān)控中心25一般單向雙車(chē)道用四只攝像機(jī)12。
權(quán)利要求
1.一種嵌入式高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像超速抓拍系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有不用工控機(jī)控制而設(shè)計(jì)、制作的一控制器，與該控制器相連接有雷達(dá)、窄脈沖發(fā)生器及高速攝像頭；其特征在于所述的控制器為采用Linux軟件操作系統(tǒng)的、由大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)成的嵌入式軟硬件構(gòu)成的高速控制器HCR。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像超速抓拍系統(tǒng)，其特征在于所述的高速控制器相連接有至少一采用百萬(wàn)像素的CCD彩色圖像傳感器的彩色高清晰數(shù)字高速攝像頭，該高速攝像頭用網(wǎng)絡(luò)或光纖與圖像存儲(chǔ)器或監(jiān)控中心相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的嵌入式高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像超速抓拍系統(tǒng)，其特征在于所述的CCD彩色圖像傳感器的中心部分，劃出有30萬(wàn)像素，用作連續(xù)攝錄，頻率25幀/秒，并與多路硬盤(pán)錄像機(jī)相連，或與SDRAM中的軟件相配合作為視頻檢測(cè)用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的嵌入式高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像超速抓拍系統(tǒng)，其特征在于所述的高速控制器相連接有不用變壓器，而將交流220伏直接提升一倍電壓，經(jīng)高壓穩(wěn)壓電路后對(duì)主電容快速充電，極高速放電，且脈沖放電電流達(dá)數(shù)千安培，回電時(shí)間小于1.5s的高壓高光強(qiáng)窄脈沖發(fā)生器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的嵌入式高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像超速抓拍系統(tǒng)，其特征在于所述的高速控制器上還相連接有觸發(fā)、測(cè)速設(shè)備窄束雷達(dá)，或用線(xiàn)圈檢測(cè)器或視頻檢測(cè)器替代。
全文摘要
一種嵌入式高清晰、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)高速攝像超速抓拍系統(tǒng)，它包括有一控制器，與該控制器相連接有雷達(dá)、窄脈沖發(fā)生器及高速攝像頭；所述的控制器為采用Linux軟件操作系統(tǒng)的、由大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)成的嵌入式軟硬件構(gòu)成的高速控制器HCR；所述的高速控制器相連接有至少一采用百萬(wàn)像素的CCD彩色圖像傳感器的彩色高清晰數(shù)字高速攝像頭，該高速攝像頭用網(wǎng)絡(luò)或光纖與圖像存儲(chǔ)器或監(jiān)控中心相連接；所述的CCD彩色圖像傳感器的中心部分，劃出有30萬(wàn)像素，用作連續(xù)攝錄，頻率25幀/秒，并與多路硬盤(pán)錄像機(jī)相連，或與SDRAM中的軟件相配合作為視頻檢測(cè)用；它具有能獲得高清晰、數(shù)字化的高速車(chē)輛的車(chē)型和前排司乘人員的清晰圖像，使車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別率有大幅提高，提高了黑車(chē)比對(duì)的水平和成功率；提高了車(chē)輛圖像的捕獲率，減小了電能消耗；能提高系統(tǒng)長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性和精度；降低系統(tǒng)制造成本，提高性?xún)r(jià)比等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04N7/18GK101089915SQ200710069069
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月8日
發(fā)明者鄭增榮, 鄭黎 申請(qǐng)人:鄭增榮