CN103310501B - 一种汽车行驶记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车行驶记录装置，包括信号采集模块、信号转换模块、处理控制模块和文件存储模块，所述信号采集模块可同时采集多路视频信号和音频信号，通过信号转换模块将视频信号和音频信号进行模数转换，所述处理控制模块将转换后的视频数据进行视频编码压缩处理生成视频文件，以及将音频数据进行音频编码压缩处理生成音频文件，所述文件存储模块将生成的视频文件和音频文件进行保存。因此，本发明提供的汽车行驶记录装置很好的实现了在存储前做好数据的采集，并有效地对多路音/视频信息编码和压缩，为后续数据存储和同步输出数据创造了条件。

Description

一种汽车行驶记录装置

技术领域

本发明属于汽车安全技术领域，尤其涉及一种汽车行驶记录装置。

背景技术

随着汽车工业和高速公路的飞速发展，汽车给现代社会带来了极大的方便，同时频繁的汽车交通事故也造成了许多人员伤亡和巨大的财产损失。为了减少汽车交通事故伤亡率，许多汽车制造商和研究人员做了大量的工作，给汽车安装许多安全系统，比如安全气囊、安全带、ABS等。虽然这些安全系统从保护驾驶员的角度起到了一定的作用，但是交通事故率非但没有下降，反而呈快速上升的趋势。由此看来，加强车上人员的安全保护措施，只能降低车上人员的伤亡率，但对预防交通事故的发生，没有起到积极的作用和效果。

为了寻找预防交通事故的好方法，并从交通事故造成的原因出发，现有技术提出了一种汽车行驶记录仪"黑匣子"的装置。这种装置就相当于给汽车安装了"电子警察"，可以有效的监督驾驶员的驾驶行为和汽车的行驶状况。根据国内外一些使用汽车黑匣子的公司使用结果证明，安装了这种装置以后，交通事故率得到了大幅度的下降。

在现有的汽车行驶记录装置中，采集的信息主要包括三路视频和一路音频，所述三路视频具体为前视、后视和驾驶员监控。本发明的发明人研究发现，在现有的信息采集中，不仅采集的数据量非常大，同时如何对这四路数据信息进行处理，为后续数据存储和同步输出数据创造很好的条件，成为目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车行驶记录装置，解决现有技术中如何处理多路数据信息，为后续数据存储和同步输出数据创造很好条件的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种汽车行驶记录装置，包括信号采集模块、信号转换模块、处理控制模块和文件存储模块，其中，

所述信号采集模块包括视频信号采集单元和音频信号采集单元，所述视频信号采集单元对摄像范围内的视频信号进行检测并输出，所述音频信号采集单元对车内的音频信号进行检测并输出；

所述信号转换模块包括视频编码器和音频编码器，所述视频编码器用于将视频信号采集单元输出的视频信号进行模数转换，所述音频编码器将音频信号采集单元输出的音频信号进行模数转换；

所述处理控制模块包括视频接口、音频接口、视频处理单元和音频处理单元，所述视频接口用于从视频编码器接收转换后的视频数据，经视频处理单元通过视频编码压缩算法进行编码压缩处理，生成视频文件，所述音频接口用于从音频编码器接收转换后的音频数据，经音频处理单元通过音频编码压缩算法进行编码压缩处理，生成音频文件；

所述文件存储模块，用于将生成的视频文件和音频文件进行保存。

本发明提供的汽车行驶记录装置中，包括信号采集模块、信号转换模块、处理控制模块和文件存储模块，所述信号采集模块可采集多路视频信号和音频信号，通过信号转换模块将视频信号和音频信号进行模数转换，所述处理控制模块将转换后的视频数据进行视频编码压缩处理生成视频文件，以及将音频数据进行音频编码压缩处理生成音频文件，所述文件存储模块将生成的视频文件和音频文件进行保存。因而，本发明提供的汽车行驶记录装置很好的实现了在存储前做好数据的采集，并有效地对多路音/视频信息编码和压缩，为后续数据存储和同步输出数据创造了条件。

附图说明

图1是本发明提供的汽车行驶记录装置结构原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1所示，一种汽车行驶记录装置，包括信号采集模块1、信号转换模块2、处理控制模块3和文件存储模块4，其中，

所述信号采集模块1包括视频信号采集单元和音频信号采集单元，所述视频信号采集单元对摄像范围内的视频信号进行检测并输出，所述音频信号采集单元对车内的音频信号进行检测并输出；

所述信号转换模块2包括视频编码器和音频编码器，所述视频编码器用于将视频信号采集单元输出的视频信号进行模数转换，所述音频编码器将音频信号采集单元输出的音频信号进行模数转换；

所述处理控制模块3包括视频接口、音频接口、视频处理单元和音频处理单元，所述视频接口用于从视频编码器接收转换后的视频数据，经视频处理单元通过视频编码压缩算法进行编码压缩处理，生成视频文件，所述音频接口用于从音频编码器接收转换后的音频数据，经音频处理单元通过音频编码压缩算法进行编码压缩处理，生成音频文件；

所述文件存储模块4，用于将生成的视频文件和音频文件进行保存。

本发明提供的汽车行驶记录装置中，包括信号采集模块、信号转换模块、处理控制模块和文件存储模块，所述信号采集模块可采集多路视频信号和音频信号，通过信号转换模块将视频信号和音频信号进行模数转换，所述处理控制模块将转换后的视频数据进行视频编码压缩处理生成视频文件，以及将音频数据进行音频编码压缩处理生成音频文件，所述文件存储模块将生成的视频文件和音频文件进行保存。因而，本发明提供的汽车行驶记录装置很好的实现了在存储前做好数据的采集，并有效地对多路音/视频信息编码和压缩，为后续数据存储和同步输出数据创造了条件。

作为具体的实施方式，所述信号采集模块1中的视频信号采集单元包括第一摄像部件11、第二摄像部件12和第三摄像部件13，所述第一摄像部件11对前视（即汽车前方）的视频信号进行检测并输出第一视频信号，所述第二摄像部件12对后视（即汽车后方）的视频信号进行检测并输出第二视频信号，所述第三摄像部件13对驾驶员监控的视频信号进行检测并输出第三视频信号。作为具体的实施例，所述第一摄像部件11、第二摄像部件12和第三摄像部件13为CMOS摄像头或CCD数字摄像头，优选采用三个CMOS摄像头来采集视频信号，并将获得的模拟视频信号直接输出至信号转换模块2中。同样作为具体的实施例，所述音频信号采集单元中的声音收集部件14为麦克风，即通过麦克风或话筒对车内的音频信号进行检测，并将获得的模拟音频信号直接输出至信号转换模块2中。作为本领域的技术人员应当明白，所述视频信号采集单元中的摄像部件不仅仅局限前述的三个，还可以根据实际需要设置为4个或5个等；同理，视频信号采集单元中的声音收集部件也可以为2个，例如车内和车外各1个，或者根据实际需要进行设置。

作为具体的实施方式，为了更好地实现第一视频信号、第二视频信号和第三视频信号的同步，且不丢失视频帧，所述信号转换模块2中的视频编码器包括第一视频编码器21和第二视频编码器22，所述第一视频编码器21将第一视频信号和第二视频信号进行模数转换，所述第二视频编码器将第三视频信号进行模数转换。作为具体的实施例，所述第一视频编码器21和第二视频编码器22可以采用ADI公司生产的型号为ADV7180的视频编码器，该视频编码器最多可以支持6路视频信号的输入。同样作为具体的实施例，所述信号转换模块2中的音频编码器可以采用TI公司生产的型号为BCM1808-Q1的音频编码器，该音频编码器采用高度集成的24位Delta-Sigma立体声模数转换器，采样频率是8kHz—96kHz，数据格式是24位的I²S。

作为具体的实施方式，所述处理控制模块3中的视频接口包括第一视频接口EPPI（EnhancedParallelPeripheralInterface，简称增强型平行外围器件接口）0和第二视频接口EPPI1，EPPI接口可以支持24位宽度的视频数据输入输出；其中，所述第一视频接口EPPI0用于从第一视频编码器21接收转换后的第一视频数据和第二视频数据，所述第二视频接口EPPI1用于从第二视频编码器22接收转换后的第三视频数据。作为具体实施例，在初始的时候，将EPPI相关寄存器中的参数例如EPPI接口的方向、视频数据的采集方式、采集图像的像素大小等设置好后，然后处理控制模块3开启EPPI0和EPPI1开始从视频编码器中接收视频数据。

由于所述第一视频接口EPPI0需要接收第一视频编码器21转换后的第一视频数据和第二视频数据，而第二视频接口EPPI1只接收第二视频编码器22转换后的第三视频数据，因而需要对第一视频接口EPPI0接收第一视频数据和第二视频数据的时序进行切换。具体地，所述处理控制模块3发送指令给第一视频编码器21，让第一视频编码器21只采集第一摄像部件11例如CMOS摄像头输出的第一视频信号，然后通过所述第一视频接口EPPI0发送给处理控制模块3；同时，所述处理控制模块3也会发送指令给第二视频编码器22，让第二视频编码器22采集第三摄像部件13例如CMOS摄像头输出的第三视频信号，然后通过所述第二视频接口EPPI1发送给处理控制模块3。

当处理控制模块3接收到第一视频数据和第三视频数据后，经视频处理单元通过视频编码压缩算法对第一视频数据和第三视频数据进行编码压缩处理。作为具体实施例，所述视频编码压缩算法为视频压缩编码标准H.264，所述H.264编码标准不仅具有优异的压缩性能，而且具有良好的网络亲和性，这对实时的视频通信十分重要，并且H.264还具有很高的压缩效率和传输的高可靠性。具体地，所述视频压缩编码标准H.264对视频编码压缩的过程包括去块效应滤波、帧内预测、帧间预测、变换和量化、熵编码原理步骤，最后生成带有时间戳的后缀为*.264格式的视频文件，并将生成的视频文件保存在文件存储模块4中。其中，所述去块效应滤波用于删除块预测错误引起的块效应，减少块效应，可平滑块边界，提高图像质量；所述帧内预测通过使用运动估计和补偿技术，利用帧间的空间冗余来提高编码效率；所述帧间预测通过使用运动估计和运动补偿技术，去除有效帧之间的时间冗余来提高编码效率；所述变换和量化用于将数据通过默写变换和补偿量化实现标准化；所述熵编码用于将前述已经变换和量化的数据进行特定的编码，从而让解码器识别。本领域的技术人员应当明白，在前述介绍的H.264编码压缩算法的基础上，还可以采用其它的算法，例如MPEG-x和H.26x等。

进一步，当采用视频编码压缩算法对第一视频数据和第三视频数据进行编码压缩处理时，所述处理控制模块3发送指令给第一视频编码器21，让第一视频编码器21关闭对第一CMOS摄像头视频信号的采集，同时开启对第二摄像部件12例如CMOS摄像头输出的第二视频信号的采集，然后通过所述第一视频接口EPPI0将第二视频信号发送给处理控制模块3；此刻，所述处理控制模块3会发送指令给第二视频编码器22，让第二视频编码器22关闭对第三CMOS摄像头视频信号的采集，同时所述控制模块3也会发送指令给音频编码器23，让音频编码器23采集声音收集部件14例如麦克风输出的音频信号，然后通过所述音频接口发送给处理控制模块3；至此，完成了视频摄像部件的有效切换，实现了对视频摄像部件和音频收集部件的切换采集。当新的一帧数据接收完毕，且处理控制模块3完成对前一帧数据的编码压缩后，重新开启第一视频接口EPPI0接收第一个CMOS摄像头采集的视频数据和第二视频接口EPPI1接收第三个CMOS摄像头采集的视频数据；同时，关闭第二视频信号和音频信号的接收，并处理新一帧采集回来的第二视频数据和音频数据。如此循环往复，实现了音视频信号的同步。

当处理控制模块3接收到音频数据后，经音频处理单元通过音频编码压缩算法对音频数据进行编码压缩处理。作为具体实施例，所述音频编码压缩算法为G.729，然后生成带有相关时间戳的音频文件，最后将生成的音频文件保存在文件存储模块4中。本领域的技术人员应当明白，在前述介绍的G.729编码压缩算法的基础上，还可以采用其它的算法，例如MPEG-3和AC3等。根据前面视频采集的原理，假设采集视频是30帧/秒，则可以看出音频大概是每隔33毫秒采集33毫秒的音频信号。

作为具体的实施例，所述处理控制模块3可以采用ADI公司生产的型号为BF548的DSP（DigitalSignalProcessing，简称数字信号处理器）芯片，该DSP芯片对数字视频处理能力比较强，同时可通过IIC（Inter-IntegratedCircuit，双线式串行通信，也即是I2C）指令控制视频编码器变换CMOS摄像头的采集，来循环控制CMOS摄像头的视频输入。本领域的技术人员应当明白，在前述介绍的BF548DSP芯片的基础上，还可以采用其它的处理器，例如ADI公司生产的型号为BF549或BF561的DSP芯片等。

作为具体的实施方式，所述汽车行驶记录装置包括与处理控制模块3连接的同步动态随机存储器（SynchronousDynamicRandomAccessMemory，简称SDRAM）5，所述同步动态随机存储器设有存储第一视频数据的第一存储空间、存储第二视频数据的第二存储空间、存储第三视频数据的第三存储空间和存储音频数据的第四存储空间，即在SDRAM中定义4个数组分别给三路视频和一路音频，到时从视频接口和音频接口传送来的三路视频和一路音频数据分别保存在所述4个数组中，从而实现对视频数据和音频数据的有效管理。

作为优选的实施例，所述处理控制模块3设有直接内存存取单元（DirectMemoryAccess，简称DMA），用于将所述第一视频接口EPPI0和第二视频接口EPPI1传输过来的视频数据传送到相应的存储空间中。具体地，在所述第一视频接口EPPI0和第二视频接口EPPI1处，都设有一个独立的DMA单元，当视频数据从视频接口传送过来的时候，所述DMA单元可以直接将视频数据传送到SDRAM中定义的存储空间中，而不需要处理控制模块3中的处理器来执行相关操作；即DMA单元和处理控制模块3中处理器的操作可以是平行的，不会相互干扰，DMA单元主要用于存储空间中的数据搬运，而处理器主要用于对数据的处理，从而可以提高处理器的处理效率。

作为具体的实施方式，所述汽车行驶记录装置还包括控制器局域网（ControllerAreaNetwork，简称CAN）信息采集单元6，用于通过控制器局域网总线信息中断采集车速和时间信息，并输出至所述处理控制模块3。具体地，当处理控制模块3收到这些实时信息时，首先将其处理成真实数据，然后将真实数据翻译成图像形式，生成图像数据，最后将这些生成的图像数据保存在视频图像数据上，实现了实时信息和视频信号的叠加；这样既节省了内存的存储空间，又可将所有的信息很直接的显示在用户的面前。

作为优选的实施例，所述处理控制模块3包括图像合成单元，用于将转换成图像形式的车速和时间信息叠加到转换后的视频图像数据上，再经视频编码压缩算法进行编码压缩处理，即所述处理控制模块3例如DSP芯片BF548具有自带的图像合成单元（PixelCompositor）来实现对实时信息的图像叠加。具体地，当CAN收到实时的车速信息和时间信息时，将这些信息转换成图像的形式，并放在图像合成单元的叠层里面；然后，图像合成单元就可以将叠层里面的图像直接叠加到视频图像数据上；最后，再经过前述视频编码压缩算法进行编码压缩处理，实现了实时信息的显示效果。

作为优选的实施例，所述处理控制模块3还包括视频图像预处理单元，用于将转换后的视频图像数据进行视频图像格式转换，以适应视频编码压缩算法的输入图像格式要求。具体地，由于有些摄像部件输出的视频图像格式与视频编码压缩的输入格式要求不一致，因而需要转换。作为一种具体的实施例，所述摄像部件为CMOS摄像头，其采集回来的视频图像格式为YUV4:2:2，而视频编码压缩的输入格式要求为YUV4:2:0，所以在进行视频编码压缩前，需要进行视频图像格式的转换，即通过视频图像预处理单元，将摄像部件采集的视频图像格式转换为视频编码压缩需要的视频图像格式。

作为优选的实施例，所述处理控制模块3还设有与外部设备7通信的接口，所述接口可以是USB接口、以太网接口等，通过这些可以很方便地与外界进行通信，例如通过USB接口可以直接将音/视频数据从文件存储模块4中传送出来给外部设备，或者通过以太网接口将视频数据传送到网络服务器中，实现了数据的有效读取和同步输出数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车行驶记录装置，其特征在于，包括信号采集模块、信号转换模块、处理控制模块和文件存储模块，其中，

所述信号采集模块包括视频信号采集单元和音频信号采集单元，所述视频信号采集单元对摄像范围内的视频信号进行检测并输出，所述音频信号采集单元对车内的音频信号进行检测并输出；所述视频信号采集单元包括第一摄像部件、第二摄像部件和第三摄像部件，所述第一摄像部件对前视的视频信号进行检测并输出第一视频信号，所述第二摄像部件对后视的视频信号进行检测并输出第二视频信号，所述第三摄像部件对驾驶员监控的视频信号进行检测并输出第三视频信号；

所述信号转换模块包括视频编码器和音频编码器，所述视频编码器用于将视频信号采集单元输出的视频信号进行模数转换，所述音频编码器将音频信号采集单元输出的音频信号进行模数转换；所述视频编码器包括第一视频编码器和第二视频编码器，所述第一视频编码器将第一视频信号和第二视频信号进行模数转换，所述第二视频编码器将第三视频信号进行模数转换；

所述处理控制模块包括视频接口、音频接口、视频处理单元和音频处理单元，所述视频接口用于从视频编码器接收转换后的视频数据，经视频处理单元通过视频编码压缩算法进行编码压缩处理，生成视频文件，所述音频接口用于从音频编码器接收转换后的音频数据，经音频处理单元通过音频编码压缩算法进行编码压缩处理，生成音频文件；视频接口包括第一视频接口和第二视频接口，所述第一视频接口用于从第一视频编码器接收转换后的第一视频数据和第二视频数据，所述第二视频接口用于从第二视频编码器接收转换后的第三视频数据；

当采用视频编码压缩算法对第一视频数据和第三视频数据进行编码压缩处理时，所述处理控制模块控制第一视频编码器关闭对第一摄像部件视频信号的采集，同时开启对第二摄像部件输出的第二视频信号的采集，然后通过所述第一视频接口将第二视频信号发送给处理控制模块；同时，所述处理控制模块发送指令控制第二视频编码器关闭对第三摄像部件视频信号的采集，同时，所述控制模块控制音频编码器采集声音收集部件输出的音频信号，然后通过所述音频接口发送给处理控制模块；

所述文件存储模块，用于将生成的视频文件和音频文件进行保存。

2.根据权利要求1所述的汽车行驶记录装置，其特征在于，所述汽车行驶记录装置包括与处理控制模块连接的同步动态随机存储器，所述同步动态随机存储器设有存储第一视频数据的第一存储空间、存储第二视频数据的第二存储空间、存储第三视频数据的第三存储空间和存储音频数据的第四存储空间。

3.根据权利要求2所述的汽车行驶记录装置，其特征在于，所述处理控制模块设有直接内存存取单元，用于将所述第一视频接口和第二视频接口传输过来的视频数据传送到相应的存储空间中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的汽车行驶记录装置，其特征在于，所述汽车行驶记录装置还包括控制器局域网信息采集单元，用于通过控制器局域网总线信息中断采集车速和时间信息，并输出至所述处理控制模块。

5.根据权利要求4所述的汽车行驶记录装置，其特征在于，所述处理控制模块包括图像合成单元，用于将转换成图像形式的车速和时间信息叠加到转换后的视频图像数据上，再经视频编码压缩算法进行编码压缩处理。

6.根据权利要求5所述的汽车行驶记录装置，其特征在于，所述处理控制模块还包括视频图像预处理单元，用于将转换后的视频图像数据进行视频图像格式转换，以适应视频编码压缩算法的输入图像格式要求。

7.根据权利要求5所述的汽车行驶记录装置，其特征在于，所述处理控制模块还设有与外部设备通信的接口。