CN101692310B - 一种智能交通综合视频监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能交通综合视频监测系统，属于智能交通和电子警察领域。其包括：至少一个高清网络数字摄像机、视频监控工控主机、线圈车辆检测器和/或雷达装置以及高清智能交通行为监视单元。本监测系统采用基于linux的嵌入式技术，结合看门狗技术与网管功能，将多种智能交通监测行为集成到一起，在单机上同时实现多车道违法监测、车牌识别、交通数据采集的功能，并进行各种违法行为的检测、分析、取证。基于本发明的监测系统稳定性高，误拍漏拍率低，抗干扰能力强，并能有效过滤自行车、行人和灯光的干扰；而且具有灵活可自定义的监测模式，适应复杂环境下的监测需求。

Description

一种智能交通综合视频监测系统

技术领域

本发明涉及智能交通行为的视频监测系统，属于智能交通和视频监控电子警察等技术领域。

背景技术

智能交通视频监测系统作为智能交通系统的一个重要组成部分，是目前公安交通指挥系统不可缺少的子系统，其在保证城市交通安全、畅通方面发挥着巨大的作用。现行智能交通视频监控的区域主要是城区内交通路口、交通流量大的路口、路段和事故多发地段以及高速公路收费站等。建立智能交通视频监控的目的就是及时准确地掌握所监视路口、路段周围的车辆、行人的流量、交通治安情况等，为指挥人员提供迅速直观的信息从而对交通事故和交通堵塞作出准确判断并及时响应，对监控范围内的突发性治安事件录像取证，为内外事警卫工作服务，起到综合治理效果。

目前，智能交通视频监测系统正朝着前端一体化视频数字化、监控网络化、系统集成化的方向发展，而数字化是网络化的前提，网络化又是系统集成化的基础，所以，视频监控发展的最大两个特点就是数字化和网络化。

视频监测系统的数字化首先应该是系统中信息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监测系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监测系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是系统集成化的含义。

视频监测系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监测系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等优点。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念。

现行的智能交通视频监测系统是基于高清晰摄像机和Linux操作系统的第四代电子警察，可抓拍1-4条车道，白天、夜晚照片均清晰可用，废片率极低，系统整体稳定可靠。达到和超过“GAT496-2009”标准。已经能够分别实现车辆闯红灯监测、车辆超速检测、车辆逆行违章检测、道路卡口系统功能、车牌自动识别等多项监控功能，其作为2009年智能交通市场的首选产品，已成为智能交通监测系统的方向。

第四代电子警察系统一般包括闯红灯自动监测系统、车辆超速自动监测系统、车流量检测系统、车辆逆行及压线监测系统，单(禁)行线违章车辆自动检测记录系统、移动电子警察系统以及治安卡口系统等各种智能交通系统。但是其存在着以下不足：

其一，现有同类产品都是单一功能的违法取证功能，各个视频监测系统功能单一，因此，不同的交通监控行需分别由不同的智能交通监测系统负责实现，要实现多种监控功能就需要安装多种监测系统，这就造成设备组成复杂、维护工作量大、设备和管理成本高；此外，现行监控中心对设备管理功能差，无法在中心远程进行设备管理与配置集成化程度低，故障率高等问题，总体性价比高。

其二，在多车道的现场交通道路情况下，需要安装至少2台视频监视设备，分别进行全景摄像和特写摄像，通常的情况是由1台前景摄像视频监视设备和2台特写视频监视设备构成，。

其三，误拍率高，受检测方式的限制，现有产品拍照结果中有效数据比例低，大大增加了事后违法确认工作量；而且照片分辨率低，现有产品多采用传统视频技术，照片分辨率低无法在同一个照片中完整包含全部图像信息。

发明内容

为了克服现有技术结构的不足，本发明提供一种智能交通综合视频监测系统，该系统将多种智能交通监控行为集成到一起，可以同时实现多种交通违法行为的监测功能，进行闯红灯、超速、卡口等违法行为的检测、分析、取证功能；此外，本系统也具有交通数据现场采集功能，其可以现场采集道路交通现场的车辆数据。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种智能交通综合视频监测系统，其包括：

高清网络数字摄像机，负责实时拍摄1-6条车道，并对所拍摄的照片同时进行全景分析和特写分析；

视频监控工控主机，包括：视频采集卡、嵌入式的微控制器和继电器；

线圈车辆检测器和/或雷达装置，用于检测车辆的行驶速度，并对所有通行车辆的速度进行监测，为超速违法行为提供数据支持；以及，

高清智能交通行为监视算法单元，其由多个算法功能模块集成，各个算法功能模块采用用户自定义方式实现，通过视频监控主控主机的指令控制从而在单机上实现行高清晰视频采集、交通信号或速度检测状态、高流量车牌识别、适于自定义的预置逻辑分析和照片存储多种监控功能；

该监测系统各个单元之间的关系如下：

所述视频监控工控主机通过视频采集卡对高清网络数字摄像机传送的照片进行各类数据采集，并调用高清智能交通行为监视算法单元的各功能模块完成对所采集数据的分析处理，并将处理结果发送至交通指挥控制中心；所述线圈车辆检测器和/或雷达装置负责将监测到的车辆速度数据发送到所述视频监控工控主机，并由所述视频监控工控主机调用所述高清智能交通行为监视算法单元进行车辆速度检测。

所述智能交通综合视频监测系统的技术方案进一步包括：

所述视频监控工控主机的继电器通过嵌入式微控制器上的PCI板卡接口接入嵌入式微控制器，以便提供实时开关量输出。

所述视频监控工控主机采用基于linux的嵌入式技术，结合看门狗技术与网管功能，以车牌识别为检测依据，并结合其他外部输入条件进行多种违法行为监测，实现多功能实时监控。

优选地，所述高清智能交通行为监视算法单元包括：

闯红灯违章自动检测模块，其负责在红灯状态下，控制所述高清网络数字摄像机对所有闯红灯的车辆进行抓拍，以提供完整的闯红灯行为的过程，并自动对闯红灯车辆进行车牌识别；

车辆超速自动监测模块，其负责对所有通行车辆的速度进行监测，判断是否有车辆超过规定的速度，若发现有车辆超速，则进行抓拍，以便提供超速违法行为的证据；

视频采集及视频监控模块，其负责对高清网络数字摄像机拍摄的高清视频图像进行采集、传输和存储，提供实时的路况信息，以便于交通指挥中心了解道路车辆运行情况；

治安卡口监控模块，其负责对所有通行的车辆进行分车道检测，提供每条车道的交通数据并将所述交通数据上传至中心系统或直接存储在本地，同时将该交通数据直接输出给信号机，为信号机的智能控制提供数据支持；以及，

高流量车牌识别模块，该模块作为闯红灯违章自动检测模块、车辆超速自动监测模块、视频采集及视频监控模块和治安卡口监控模块实现监控工作的基础，通过对高清视频的分区处理，实现多车牌的同时识别。

所述自定义的预置逻辑分析是指，所述智能交通综合视频监测系统采用自定义的监测模式，并具有供用户二次定义的监测逻辑脚本。

所述供用户二次定义的监测逻辑脚本是指，用户依据不同需要自行定义检测规则，并对各种监控功能进行自由定义，以满足闯红灯违章监测、肇事车辆违法监测、高流量车牌识别、治安卡口监控、交通数据采集、连续视频记录以及视频监控中至少2种需求，从而适应复杂环境下的监测需求。

该监测系统的数据传输方式采用有线或无线数据传输方式和标准以太网接口，所述高清网络数字摄像机和所述视频监控工控主机之间通过TCPIP协议进行网络连接，系统各个设备支持HTTP、FTP、SSH、NTP和TELNET多种服务模式的数据传输和设备管理，其中图像采集采用HTTP+JPEG码流方式；图片传输采用FTP协议；远程管理通过SSH协议实现；信息传输采用自定义的协议；时钟同步采用NTP协议；初始配置采用串口/TELNET协议。

所述车辆超速自动监测模块中的所述超速违法行为的证据包括违法时间、违法地点、违法行为和车牌号码信息。

所述治安卡口监控模块种的所述不同类型的交通数据包括：分车道流量信息、车道占有率信息、车牌号信息和平均速度信息。

本发明的有益效果

本发明的智能交通综合视频监测系统有益效果如下：其一，在单机上实现同时具备多车道违法监测、车牌识别、交通数据采集的功能，具有较高的性价比，节约了软硬件成本；其二，该监测系统采用基于linux的嵌入式技术，结合看门狗技术与网管功能，大大提高了系统稳定性；本发明的检测系统采用基于车牌识别的车辆检测技术，其别方法先进，有利于测的准确性，避免误拍漏拍现象；其三，基于本发明的监测系统具有灵活可自定义定义的监测模式，并具有可供用户二次定义的监测逻辑脚本，用户可自行定义检测规则，以适应复杂环境下的监测需求；此外，该监测系统高抗干扰性，能有效过滤自行车、行人和灯光的干扰。

附图说明

图1为依据本发明的智能交通综合视频监测系统的一个实施例结构示意图；

图2为在一个具体实施方式中根据本发明的智能交通综合视频监测系统的现场安装图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1：如图1是依据本发明的智能交通综合视频监测系统的具体实施例的结构示意图，由图1和图2所示，智能交通综合视频监测系统包括：高清网络视频摄像机；视频监控工控主机；线圈车辆检测器和/或雷达装置；以及，高清晰智能交通行为监视算法单元。

在一个实施例中，本系统用线圈车辆检测器；在另一个实施例中，用户选择使用雷达测速仪；在另一个实施例中，用户使用线圈车辆检测器和雷达测速仪。

高清网络视频摄像机可以同时拍摄1-6车道高清图像或高清视频，并将图像或视频进行暂存并分拣；本实施例所用高清网络视频摄像机为型号为AV5100AI，带有自动光圈的高清摄像机，其各种性能指标为：500万像素CMOS图像传感器；像素为2592(H)×1944(V)；1/2″光学制；灵敏度：0.3lux@F1.4；帧速率达到8帧@2592×1944。

视频监控工控主机可以接收所述摄像机分拣发送的高清图像或高清视频，通过对所述高清图像或高清视频进行分区处理，实现多车牌同时识别，并以车牌识别为检测依据结合其他外部输入条件进行违法行为监测，该工控主机包括：视频采集卡、嵌入式的微控制器和继电器，所述继电器通过嵌入式微控制器上的PCI板卡接口接入嵌入式微控制器，以便提供实时开关量输出。

本实施例所用视频监控工控主机为一台高清晰智能交通监控主机，其型号为DRS-SP-ZHJC-01，各项配置为：Intel酷睿2四核Q95502.83G，/2G DDRII/320G硬盘；4个IDE接口/4个USB2.0接口；1个并口/2个串口/1个IrDA红外接口；2个RJ45 10M/100M网络接口；4个PCI接口。

本实施例中，高清智能交通行为监视算法单元由多功能模块集成，各个功能模块采用用户自定义方式实现，其可在单机上实现行高清晰视频采集、交通信号或速度检测状态、高流量车牌识别、可自定义的预置逻辑分析、照片存储等多种监控功能需求。

本发明的高清智能交通行为监视算法单元包括：

闯红灯违章自动检测模块，负责在红灯状态下，控制所述高清网络数字摄像机对所有闯红灯的车辆进行抓拍，以提供完整的闯红灯行为的过程，并自动对闯红灯车辆进行车牌识别；

车辆超速自动监测模块，负责对所有通行车辆的速度进行监测，判断是否有车辆超过规定的速度，若发现有车辆超速，则进行抓拍，以便提供超速违法行为的证据；

视频采集及视频监控模块，负责对高清网络数字摄像机拍摄的高清视频图像进行采集、传输和存储，提供实时的路况信息，以便于交通指挥中心了解道路车辆运行情况；

治安卡口监控模块，负责对所有通行的车辆进行分车道检测，提供每条车道的交通数据并将所述交通数据上传至中心系统或直接存储在本地，同时将该交通数据直接输出给信号机，为信号机的智能控制提供数据支持；以及，

高流量车牌识别模块，该高流量车辆识别模块是闯红灯违章自动检测模块、车辆超速自动监测模块、视频采集及视频监控模块、和治安卡口监控模块实现监控工作的基础。

该系统的数据传输方式采用有线或无线数据传输方式和标准的以外网接口，高清网络数字摄像机和工控主机之间通过TCPIP协议进行网络连接，系统各个设备支持HTTP、FTP、TELNET等多种服务模式进行数据传输和设备管理；图像采集采用HTTP+JPEG码流方式；图片传输采用FTP协议；远程管理通过SSH协议实现；信息传输采用自定义的协议；时钟同步采用NTP协议；初始配置采用串口/TELNET协议。

该系统采用基于linux的嵌入式技术，结合看门狗技术与网管功能，实现多功能实时监控；并采用自定义的监测模式，并具有可供用户二次定义的监测逻辑脚本，用户可依据不同需要自行定义检测规则，从而对各种监控功能进行自由定义，以满足闯红灯违章监测、肇事车辆违法监测、高流量车牌识别、治安卡口监控、交通数据采集、连续视频记录以及视频监控等至少2种需求，以适应复杂环境下的监测需求。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能交通综合视频监测系统，其特征是，包括：

高清网络数字摄像机，其负责实时拍摄1-6条车道，并对所拍摄的照片同时进行全景分析和特写分析；

视频监控工控主机，其包括：视频采集卡、嵌入式的微控制器和继电器；

线圈车辆检测器和/或雷达装置，其用于检测车辆的行驶速度，并对所有通行车辆的速度进行监测，为超速违法行为提供数据支持；以及，

高清智能交通行为监视算法单元，其由多个算法功能模块集成，各个算法功能模块采用用户自定义方式实现，通过视频监控工控主机的指令控制从而在单机上实现行高清晰视频采集、交通信号或速度检测状态、高流量车牌识别、适于自定义的预置逻辑分析和照片存储多种监控功能；

该高清智能交通行为监视算法单元包括：闯红灯违章自动检测模块，其负责在红灯状态下，控制所述高清网络数字摄像机对所有闯红灯的车辆进行抓拍，以提供完整的闯红灯行为的过程，并自动对闯红灯车辆进行车牌识别；

车辆超速自动监测模块，其负责对所有通行车辆的速度进行监测，判断是否有车辆超过规定的速度，若发现有车辆超速，则进行抓拍，以便提供超速违法行为的证据；

视频采集及视频监控模块，其负责对高清网络数字摄像机拍摄的高清视频图像进行采集、传输和存储，提供实时的路况信息，以便于交通指挥中心了解道路车辆运行情况；

治安卡口监控模块，其负责对所有通行的车辆进行分车道检测，提供每条车道的交通数据并将所述交通数据上传至中心系统或直接存储在本地，同时将该交通数据直接输出给信号机，为信号机的智能控制提供数据支持；以及

高流量车牌识别模块，该模块作为闯红灯违章自动检测模块、车辆超速自动监测模块、视频采集及视频监控模块和治安卡口监控模块实现监控工作的基础，通过对高清视频的分区处理，实现多车牌的同时识别；

该监测系统各个单元之间的关系如下：

所述视频监控工控主机通过视频采集卡对高清网络数字摄像机传送的照片进行各类数据采集，并调用高清智能交通行为监视算法单元的各功能模块完成对所采集数据的分析处理，并将处理结果发送至交通指挥控制中心；所述线圈车辆检测器和/或雷达装置负责将监测到的车辆速度数据发送到所述视频监控工控主机，并由所述视频监控工控主机调用所述高清智能交通行为监视算法单元进行车辆速度检测。

2.根据权利要求1所述的一种智能交通综合视频监测系统，其特征是，所述视频监控工控主机的继电器通过嵌入式微控制器上的PCI板卡接口接入嵌入式微控制器，以便提供实时开关量输出。

3.根据权利要求1所述的一种智能交通综合视频监测系统，其特征是，所述视频监控工控主机采用基于linux的嵌入式技术，结合看门狗技术与网管功能，以车牌识别为检测依据，并结合其他外部输入条件进行多种违法行为监测，实现多功能实时监控。

4.根据权利要求1所述的一种智能交通综合视频监测系统，其特征是，所述自定义的预置逻辑分析是指，所述智能交通综合视频监测系统采用自定义的监测模式，并具有供用户二次定义的监测逻辑脚本。

5.根据权利要求4所述的一种智能交通综合视频监测系统，其特征是，所述供用户二次定义的监测逻辑脚本是指，用户依据不同需要自行定义检测规则，并对各种监控功能进行自由定义，以满足闯红灯违章监测、肇事车辆违法监测、高流量车牌识别、治安卡口监控、交通数据采集、连续视频记录以及视频监控中至少2种需求，从而适应复杂环境下的监测需求。

6.根据权利要求1所述的一种智能交通综合视频监测系统，其特征是，该监测系统的数据传输方式采用有线或无线数据传输方式和标准以太网接口，所述高清网络数字摄像机和所述视频监控工控主机之间通过TCP/IP协议进行网络连接，系统各个设备支持HTTP、FTP、SSH、NTP和TELNET多种服务模式的数据传输和设备管理，其中图像采集采用HTTP+JPEG码流方式；图片传输采用FTP协议；远程管理通过SSH协议实现；信息传输采用自定义的协议；时钟同步采用NTP协议；初始配置采用串口/TELNET协议。

7.根据权利要求1所述的一种智能交通综合视频监测系统，其特征是，所述车辆超速自动监测模块中的所述超速违法行为的证据包括违法时间、违法地点、违法行为和车牌号码信息。

8.根据权利要求5所述的一种智能交通综合视频监测系统，其特征是，所述治安卡口监控模块中的所述不同类型的交通数据包括：分车道流量信息、车道占有率信息、车牌号信息和平均速度信息。

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