CN102034352A - 一种多功能嵌入式车辆抓拍监控系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种多功能嵌入式车辆抓拍监控系统，监控系统包括负责进行原始Bayer图像采集，并将原始Bayer图像传输的CCD模块、负责对原始Bayer图像进行JPEG编码的嵌入式编码模块、负责进行车牌算法识别的嵌入式识别算法模块以及负责通过网络向后台进行数据传输的对外接口模块，CCD模块接入嵌入式编码模块和嵌入式识别算法模块，嵌入式编码模块和嵌入式识别算法模块都与对外接口模块连接。本发明的一种多功能嵌入式车辆抓拍监控系统及其方法，单个设备即可实现对多车道的同时抓拍(4车道)，单工业级高清摄像头像素高，监控范围广，且功能全面，可以同时实现闯红灯违法抓拍、卡口抓拍、逆行抓拍、超速抓拍、号牌自动识别等功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种监控系统，尤其涉及一种多功能嵌入式车辆抓拍监控系统及其方法。
背景技术
道路上安装有越来越多的对车辆进行各种抓拍的设备，一般来说，对于多车道车辆的检测，需要多组摄像机，例如3车道需要至少4个摄像机，单方向一个全景摄像机做全景抓拍，每个车道一个特写摄像机，做车牌特写抓拍，才能实现多车道覆盖检测。且功能单一，例如闯红灯的只能对行驶车辆闯红灯行为进行检测，对超速、逆行等其它违法行驶不做检测。如此也造成了系统线路复杂，施工麻烦，还需要体积庞大的工控机，稳定性差，整个系统检修率高。
发明内容
为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种多功能嵌入式车辆抓拍监控系统及其方法，单个设备即可实现对多车道的同时抓拍(4车道)，单工业级高清摄像头像素高，监控范围广，且功能全面，可以同时实现闯红灯违法抓拍、卡口抓拍、逆行抓拍、超速抓拍、号牌自动识别等功能。
本发明的技术解决方案是：一种多功能嵌入式车辆抓拍监控系统，其特殊之处在于：所述监控系统包括负责进行原始Bayer图像采集，并将原始Bayer图像传输的CCD模块、负责对原始Bayer图像进行JPEG编码的嵌入式编码模块、负责进行车牌算法识别的嵌入式识别算法模块以及负责通过网络向后台进行数据传输的对外接口模块，所述CCD模块接入嵌入式编码模块和嵌入式识别算法模块，所述嵌入式编码模块和嵌入式识别算法模块都与对外接口模块连接。
上述CCD模块包括CCD芯片、CCD控制芯片和FPGA芯片。
上述嵌入式编码模块包括嵌入式处理器、DDR、Flash芯片，所述DDR、Flash芯片分别与嵌入式处理器连接，所述嵌入式处理器连接CCD模块以及对外接口模块。
上述嵌入式识别算法模块包括能嵌入式数字信号处理器、DDR、Flash芯片；DDR、Flash芯片分别与嵌入式数字信号处理器连接，所述嵌入式数字信号处理器连接CCD模块以及对外接口模块。
上述嵌入式处理器是DM36xx；所述嵌入式数字信号处理器是DM64xx。
上述对外接口模块包括SD卡接口、网络接口、电源接口、外部输入信号触发接口。
上述监控系统还包括有电源模块，所述电源模块与嵌入式编码模块和嵌入式识别算法模块连接。
一种多功能嵌入式车辆抓拍监控系统的监控方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)打开电源模块，嵌入式编码模块和嵌入式识别算法模块开始进行工作；
2)对嵌入式编码模块的编码算法、编码分辨率及嵌入式识别算法模块的识
别方式、识别参数进行配置；
3)嵌入式编码模块对前端CCD模块通过I2C总线交互方式进行通过FPGA对CCD控制芯片进行亮度，饱和度，曝光时间，工作时钟的配置；4)系统监测对外接口模块中的外部输入接口，等待外部事件触发，当有事件触发时，进行步骤5)；否则继续等待触发；
5)CCD模块开始对触发事件进行图像采集，并将采集结果输出至嵌入式识别算法模块和嵌入式编码模块，嵌入式识别算法模块进行图像识别，识别图像中的车牌号码，同时将识别的车牌号码发送至对外接口模块；嵌入式编码模块进行对应的编码，同时将编码数据发送至对外接口模块。
上述监控方法在步骤5)后还包括步骤6)对外接口模块接收到识别的车牌号码及编码数据后，将嵌入式识别算法模块的识别车牌号码和嵌入式编码模块的编码数据发送至网络，同时将编码模块结果以及识别算法模块的识别结果进行SD卡存储。
上述步骤2)中的编码算法是H264、MPEG4或MJPEG。
本发明的优点是：
1)本发明的监控系统前端CCD模块采用的是500万像素的高清CCD芯片，可以覆盖1-4车道范围，单个设备即可实现同时对4车道实时检测抓拍，单摄像头范围大。
2)采用模块化嵌入式处理器进行各个模块实现，具体尺寸控制在长15cm，宽10cm，高10cm，体积小，线路简单，安装方便。
3)通过更换前端CCD芯片，比如130万像素，200万，300万等调整，系统功能容易进行扩展而不需要进行整个系统调整。功能容易扩展，可以动态进行功能调配。每台设备可以配置为对单车道，双车道，三车道，四车道进行监控识别。
4)功能强大，单台设备可以同时具有闯红灯检测抓拍、逆行检测抓拍、超速检测抓拍、卡口抓拍、号牌自动识别及监控功能，也可以单独具有其中几项功能，随意设置调整。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中CCD模块的结构示意图；
图3是本发明中的嵌入式编码模块的结构示意图；
图4是本发明中嵌入式识别算法模块的结构示意图；
具体实施方式
参见图1，本发明是一种多功能嵌入式车辆抓拍监控系统，包括CCD模块1、嵌入式编码模块2、嵌入式识别算法模块3、对外接口模块4、电源模块5；CCD模块1责进行原始Bayer图像采集，并将原始Bayer图像传输；嵌入式编码模块2负责对原始Bayer图像进行JPEG编码；嵌入式识别算法模块3负责进行车牌算法识别；对外接口模块4负责通过网络向后台进行数据传输，CCD模块1接入嵌入式编码模块2和嵌入式识别算法模块3，嵌入式编码模块2和嵌入式识别算法模块3都与对外接口模块4连接。电源模块5与嵌入式编码模块2和嵌入式识别算法模块3连接。
参见图2，CCD模块1包括CCD芯片11、CCD控制芯片12和FPGA芯片13；CCD芯片11和CCD控制芯片12之间通过时钟控制信号进行通信；CCD控制芯片12和FPGA芯片13之间通过控制信号通信。CCD芯片11是索尼高清500万CCD。
参见图3、图4，嵌入式编码模块2是由嵌入式处理器20、DDR21、Flash芯片22等组成；其中DDR21和Flash芯片22分别与嵌入式处理器20连接；嵌入式处理器20连接于对外接口模块4。嵌入式处理器20是DM36xx；嵌入式识别算法模块3是由嵌入式数字信号处理器30、DDR21、Flash芯片22等组成；DDR21、Flash芯片22分别与嵌入式数字信号处理器(DSP)30连接，嵌入式数字信号处理器30与对外接口模块4连接。嵌入式数字信号处理器30是DM64xx。
CCD模块1和嵌入式编码模块2以及嵌入式识别算法模块3之间的连接信号包括：Bayer原始数据信号及控制信号、CCD配置控制信号、电源及地；嵌入式编码模块2，嵌入式识别算法模块3和对外接口模块4之间的连接信号包括：总线接口、电源及地；对外接口模块4的对外接口包括：总线接口、网络接口、各种外部输入输出接口、电源接口。
一种多功能嵌入式车辆抓拍监控系统的监控方法，该方法包括以下步骤：
1)打开电源模块5，嵌入式编码模块2和嵌入式识别算法模块3开始进行工作；
2)对嵌入式编码模块2的编码算法、编码分辨率及嵌入式识别算法模块3的识别方式、识别参数进行配置；编码算法是H264、MPEG4或MJPEG；
3)嵌入式编码模块1对前端CCD模块1通过I2C总线交互方式进行通过FPGA对CCD控制芯片进行亮度，饱和度，曝光时间，工作时钟的配置；
4)系统监测对外接口模块4中的外部输入接口，等待外部事件触发，当有事件触发时，CCD模块1开始对触发事件进行图像采集，并将采集结果输出至嵌入式识别算法模块3和嵌入式编码模块2，嵌入式识别算法模块3进行图像识别，识别图像中的车牌号码，同时将识别的车牌号码发送至对外接口模块4；嵌入式编码模块2进行对识别的对应的编码，同时将编码数据发送至对外接口模块4，否则继续等待触发；
5)对外接口模块4接收到识别的车牌号码及编码数据后，将嵌入式识别算法模块3的识别车牌号码和嵌入式编码模块2的编码数据发送至网络，同时将编码模块结果以及识别算法模块的识别结果进行SD卡存储。
Claims (10)
1.一种多功能嵌入式车辆抓拍监控系统，其特征在于：所述监控系统包括负责进行原始Bayer图像采集，并将原始Bayer图像传输的CCD模块、负责对原始Bayer图像进行JPEG编码的嵌入式编码模块、负责进行车牌算法识别的嵌入式识别算法模块以及负责通过网络向后台进行数据传输的对外接口模块，所述CCD模块接入嵌入式编码模块和嵌入式识别算法模块，所述嵌入式编码模块和嵌入式识别算法模块都与对外接口模块连接。
2.根据权利要求1所述的多功能嵌入式车辆抓拍监控系统，其特征在于：所述CCD模块包括CCD芯片、CCD控制芯片和FPGA芯片；所述CCD芯片、CCD控制芯片和FPGA芯片依次连接。
3.根据权利要求2所述的多功能嵌入式车辆抓拍监控系统，其特征在于：所述嵌入式编码模块包括嵌入式处理器、DDR、Flash芯片，所述DDR、Flash芯片分别与嵌入式处理器连接，所述嵌入式处理器连接CCD模块以及对外接口模块。
4.根据权利要求3所述的多功能嵌入式车辆抓拍监控系统，其特征在于：所述嵌入式识别算法模块包括能嵌入式数字信号处理器、DDR、Flash芯片；DDR、Flash芯片分别与嵌入式数字信号处理器连接，所述嵌入式数字信号处理器连接CCD模块以及对外接口模块。
5.根据权利要求4所述的多功能嵌入式车辆抓拍监控系统，其特征在于：所述嵌入式处理器是DM36xx；所述嵌入式数字信号处理器是DM64xx。
6.根据权利要求5所述的多功能嵌入式车辆抓拍监控系统，其特征在于：所述对外接口模块包括SD卡接口、网络接口、电源接口、外部输入信号触发接口。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的多功能嵌入式车辆抓拍监控系统，其特征在于：所述监控系统还包括有电源模块，所述电源模块与嵌入式编码模块和嵌入式识别算法模块连接。
8.一种多功能嵌入式车辆抓拍监控系统的监控方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)打开电源模块，嵌入式编码模块和嵌入式识别算法模块开始进行工作；
2)对嵌入式编码模块的编码算法、编码分辨率及嵌入式识别算法模块的识别方式、识别参数进行配置；
3)嵌入式编码模块对前端CCD模块通过I2C总线交互方式进行通过FPGA对CCD控制芯片进行亮度，饱和度，曝光时间，工作时钟的配置；4)系统监测对外接口模块中的外部输入接口，等待外部事件触发，当有事件触发时，进行步骤5)；否则继续等待触发；
5)CCD模块开始对触发事件进行图像采集，并将采集结果输出至嵌入式识别算法模块和嵌入式编码模块，嵌入式识别算法模块进行图像识别，识别图像中的车牌号码，同时将识别的车牌号码发送至对外接口模块；嵌入式编码模块进行对应的编码，同时将编码数据发送至对外接口模块。
9.根据权利要求8所述的多功能嵌入式车辆抓拍监控系统的监控方法，其特征在于：所述监控方法在步骤5)后还包括步骤6)对外接口模块接收到识别的车牌号码及编码数据后，将嵌入式识别算法模块的识别车牌号码和嵌入式编码模块的编码数据发送至网络，同时将编码模块结果以及识别算法模块的识别结果进行SD卡存储。
10.根据权利要求9所述的多功能嵌入式车辆抓拍监控系统的监控方法，其特征在于：所述步骤2)中的编码算法是H264、MPEG4或MJPEG。
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