CN100524368C

CN100524368C - 车载监控系统

Info

Publication number: CN100524368C
Application number: CNB2006100646851A
Authority: CN
Inventors: 吴敬东; 刘鸿仁; 同选民
Original assignee: ChinaGPS Co Ltd Shenzhen
Current assignee: ChinaGPS Co Ltd Shenzhen
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2026-12-29
Also published as: CN101000695A

Abstract

本发明涉及一种车载监控系统，包括摄像模组和GPS车载终端，所述摄像模组通过RS-485接口与车载终端通信相连，以将拍摄到的至少一部分图像通过车载终端及移动通信网络上传到中心单元。所述摄像模组中的数字信号处理器将图像存储器中未上传给中心单元的图像文件标记为高重要性类A；将图像存储器中已上传给中心单元的图像文件标记为低重要性类B；当图像存储器的存储空间满时，使新拍摄的图像覆盖标记为低重要性类B的图像文件。实施本发明能为车辆调度管理及安全防范提供有力支持；可以使所拍摄的未上传图像得以最大时间限度的保存，并提高存储单元的利用率，降低系统成本。另外，即使在光线强度很弱的环境中也能拍摄到比较清晰的图像。

Description

车载监控系统

技术领域

本发明涉及监控系统，更具体地说，涉及一种车载监控系统。

背景技术

随着汽车的普及与数量增多，各种类型的汽车犯罪数量激增，针对汽车的位置、车内、车外的视频监控设备应运而生，使用者可以通过GPS来监控和管理的汽车的位置，通过视频监控车内车外状态。

在目前的车载监控系统中，一种是采用硬盘录像机作为存储设备，其体积大，散热性不好。并且，由于在移动的车辆上低频震动对硬盘影响极大，易损伤硬盘，轻则数据丢失，重则设备全部损坏；另外，汽车在启动时瞬间供电，电流的稳定可能会影响硬盘的稳定。因此本地的硬盘存储介质不适合汽车上的应用。还有一种是使用NAND FLASH存储介质，无机械运动部件，具有硬盘存储无法比拟的防震性防高温性能，符合汽车车载应用。

但是无论是硬盘或NAND FLASH存储介质，其存储空间有限，一旦存储空间用完，新的图像或者将无法存储或者将覆盖先前的图像，使一些来不及上传到中心单元(监控中心)的图像丢失。

另外，在环境光线很暗的情况下，如夜晚，拍摄的图像不清晰，无法分辨细节，有时甚至昏暗一片，不能起到监控的作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述监控信息受存储容量限制而可能发生丢失的缺陷，提供一种可最大时间限度的保存未上传到监控中心的图像的车载监控系统。

本发明要解决的另一个问题是在环境光线强度弱的情况下拍摄图像不清晰的缺陷，提供一种带辅助拍摄装置的车载监控系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种车载监控系统，包括摄像模组和GPS车载终端，所述摄像模组包括摄像头、图像存储器及与两者相连的数字信号处理器；所述GPS车载终端包括GPS模块、移动通信模块及与两者相连的主控制器；其特征在于，所述摄像模组中的数字信号处理器通过RS-485接口与车载终端的主控制器通信相连，并将存储在图像存储器中的至少一部分图像通过车载终端及移动通信网络上传到中心单元，其中，所述数字信号处理器

将所述图像存储器中未上传给中心单元的图像文件标记为高重要性类A；

将所述图像存储器中已上传给中心单元的图像文件标记为低重要性类B；

当所述图像存储器的存储空间满时，使新拍摄的图像覆盖标记为低重要性类B的图像文件。

在本发明的车载监控系统中，所述摄像模组包括红外辅助拍照装置，其包括用于检测环境光强度的光强传感器、控制电路、红外辅助光源及供电电源，其中，所述传感器的输出端连接到控制电路的输入端，所述控制电路输出控制所述辅助光源的供电电源通断的信号。

在本发明的车载监控系统中，所述传感器是光敏电阻、所述辅助光源是多个并联的红外二极管、所述控制电路是晶体管开关电路。

在本发明的车载监控系统中，所述摄像头采用CMOS摄像头。

在本发明的车载监控系统中，所述移动通信模块为GSM/GPRS、CDMA或3G移动通信模块。

在本发明的车载监控系统中，所述图像存储器为Flash存储器。

实施本发明的车载摄像模组，具有以下有益效果：中心单元可以对车辆内乘员情况进行监控，为车辆调度管理及安全防范提供有力支持；可以使所拍摄的未上传图像得以最大时间限度的保存，并提高存储单元的利用率，降低系统成本。另外，即使在光线强度很弱的环境中也能拍摄到比较清晰的图像。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明车载监控系统与中心单元通信连接实施例的示意图；

图2是根据本发明实施例的车载监控系统中摄像模组的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的车载监控系统中GPS车载终端的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的摄像模组对存储图像进行处理的步骤流程图；

图5是本发明摄像模组中辅助拍摄装置实施例的电路原理图。

具体实施方式

如图1的实施例所示，本发明车载监控系统包括摄像模组和车载终端，其中，摄像模组通过RS-485与车载终端连接，车载终端与中心单元通过GSM/GPRS连接。

如图2的实施例所示，本发明的摄像模组包括摄像头(镜头+图像传感器)、数字信号处理器(DSP)及存储器。其工作过程是：物体经过镜头过滤传至图像传感器(sensor)进行图像采集，并送到DSP中。然后DSP通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的数据存储在外部存储器内，或者根据车载终端的要求，通过GSM/GPRS传至中心单元。

下面分别对各个组成部分进行简要介绍：

1、镜头

镜头是影响画质的一大要素，其组成是透镜结构，由几片透镜组成，一般可分为塑胶透镜(plastic)或玻璃透镜(glass)。所谓塑胶透镜并非纯粹塑料，而是树脂镜片，其透光率感光性之类的光学指标是比不上镀膜玻璃镜片的。

2、图像sensor

摄像头目前主要分两种：

CCD(charge couple device)：电荷耦合器件

CMOS(complementary metal oxide semiconductor)：互补金属氧化物半导体

CMOS摄像头是非常主流的大众级产品，其性能价格比好。从理论上说，CCD传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制等方面都优于CMOS传感器，而CMOS传感器则具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点。简单地讲，就是CCD摄像头成像质量会更好，图像明锐通透、细节丰富，色彩还原度好，曝光准确，而CMOS摄像头则对光源有一定依赖性。

但是随着技术的发展，在低端应用方面CMOS已经凭借低成本和不弱于同级CCD的高性能牢牢占据了主流地位，而且就摄像头产品而言，最好的CMOSSENSOR的成像质量(包括清晰度/色彩还原等方面)比早期的CCD SENSOR更胜一筹！因此，根据产品的应用环境及成本因素，选择CMOS摄像头足以应付普通的监控拍照应用。

景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器(SENSOR)表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)。

3、数字信号处理(DIGITAL SIGNAL PROCESSING，DSP)

DSP芯片通常包含以下功能：

3.1、镜像信号处理器ISP(image signal processor)

3.2、JPEG图像解码器

3.3、串口与外联

4、图像存储器

当已拍摄图像还来不及上传至中心单元之前，摄像模组还需要对图像进行暂时的存储，存储单元的大小跟其成本有密切关系。如何利用好存储单元，会对模组成本有直接的影响。根据车载摄像模组的特性，拍照后，模组会将图像信息通过车载终端的GSM/GPRS上传至中心单元，那么已上传的图像的重要性就低于还未上传的图像，这样就有必要对图像进行分类存储：对于未上传的图像将其标记为A类；已上传的图像，将其标记为B类。当有新图像需要存储时，优先覆盖掉B类图像，而使得未上传的A类图像得到最大时间限度的保存，从而大大提高了存储单元的利用率。图像存储器可采用半导体存储介质实现，例如，NAND FLASH存储器。

图3是根据本发明实施例的车载监控系统中GPS车载终端的结构示意图。如图所示，GPS车载终端包括GPS模块、GSM/GPRS模块及主控制器。在本实施例中，主控制器采用双处理器架构，以一个32位ARM处理器为主，一个16位单片机为辅，进行高速信号处理；同时，采用多片Synchronous DRAM及Flash大容量存储，保证系统高速运行；GPS模块处理陶瓷天线接收到GPS定位信息，将其传输给ARM芯片结合地图软件处理数据；MP4硬件解码、语音IC为图像、语音导航提供了硬件基础。

图4是摄像模组对图像进行处理的步骤流程图。如图所示，首先，摄像模组选择需要上传的图像。例如，摄像模组可以按照GPS车载终端的指令将指定的图像上传到中心单元。又例如，可以根据中心单元下发的指令将当前拍摄的图像上传。再例如，还可以由人工通过GPS车载终端向摄像模组发出上传图像的指令。接下来，摄像模组通过移动通信网络将选择的图像上传给中心单元。然后确认上传是否成功，如果上传成功，将已上传的图像标记为低重要性B类。如果上传不成功，再次上传。对于未上传的或上传未成功的图像，保留其高重要性A类的信息。

当在夜间或者周围光线强度不够的时候，拍照效果不理想，这时我们可以借助红外线辅助拍照，以保证拍照质量。为增加夜视功能，在一个实施例中，本发明的车载监控系统采用了如图5所示的辅助拍摄装置。

如图5所示：R2为光敏电阻，其阻抗随光线的强弱变化，当光线较弱时，阻抗较大，利用这一特性，R1和R2通过分压给Q1提供基极电压，控制Q1是否导通，进而控制Q2是否导通。当光线较强时，Q1、Q2截至，Vcc_IR没有电压，红外二极管不发光；当光线较弱时，R2呈较大阻抗，Q1、Q2导通，则Vcc_IR＝Vcc红外二极管发光，以辅助拍照。

本发明车载监控系统，可在需要时进行拍照或者定时拍照，并通过移动通信网络将图像上传至监控中心。对车辆的载客状况等信息进行拍照，特别是在遇有紧急情况时，配合车载终端软件，对紧急状况进行拍照，可对事后处理提供有效的证据。另外，由于增加了夜视拍摄功能，在夜间行驶或者光线较弱的情况下保持图像清晰。

例如，摄像模组可以采用如下几种工作方式：

1、车载终端拍照需求

1.1、遇警拍照：当行驶过程中遇到警情，车载终端会向摄像模组下发拍照指令，拍照成功后，车载终端会提取照片内容，然后通过GPRS上传至中心单元。

1.2、定时拍照：按照用户需求，可以定时拍照并可以按要求选择时候将照片内容上传至中心单元

1.3、司机拍照：司机在行驶过程中可以通过操作界面控制，由终端给摄像模组下发拍照指令，同时司机也可以通过操作界面，选择是否将摄像模组中的照片上传至中心单元，并将照片存储按A类和B类存储。

2、中心单元拍照是先给车载终端下发拍照指令，然后有终端通知摄像模组拍照，其他过程如终端拍照相同。中心单元也可以选择是否将图像上传，拍照后图像也分A类和B类存储。

在本发明的一个实施例中，车载监控系统采用一种低功耗的高度集成的摄像头模块，图像采用JPEG格式压缩。通过RS-485可以实现多个摄像头的分时控制拍照。其性能如下：

1、低成本，低功耗、高分辨率图像；

2、支持VGA/CIF/SIF/QCIF/160*128/80*64多种图像分辨率；

3、通过RS-485，可以支持多路摄像头；

4、支持不同分辨率可变jpeg编码设置；

5、支持4/16/256级灰度和12/16bit RGB预览图像；

6、根据需求可以增加夜视功能；

7、在图像存储上采取分类存储，已上传图像和未上传图像分类存储。

Claims

1、一种车载监控系统，包括摄像模组和GPS车载终端，所述摄像模组包括摄像头、图像存储器及与两者相连的数字信号处理器；所述GPS车载终端包括GPS模块、移动通信模块及与两者相连的主控制器；其特征在于，所述摄像模组中的数字信号处理器通过RS-485接口与车载终端的主控制器通信相连，并将存储在图像存储器中的至少一部分图像通过车载终端及移动通信网络上传到中心单元，其中，所述数字信号处理器

2、根据权利要求1所述的车载监控系统，其特征在于，所述摄像模组包括红外辅助拍照装置，其包括用于检测环境光强度的光强传感器、控制电路、红外辅助光源及供电电源，其中，所述传感器的输出端连接到控制电路的输入端，所述控制电路输出控制所述辅助光源的供电电源通断的信号。

3、根据权利要求2所述的车载监控系统，其特征在于，所述传感器是光敏电阻、所述辅助光源是多个并联的红外二极管、所述控制电路是晶体管开关电路。

4、根据权利要求1至3中任一项所述的车载监控系统，其特征在于，所述摄像头采用CMOS摄像头。

5、根据权利要求1至3中任一项所述的车载监控系统，其特征在于，所述移动通信模块为GSM/GPRS、CDMA或3G移动通信模块。

6、根据权利要求1至3中任一项所述的车载监控系统，其特征在于，所述图像存储器为Flash存储器。