CN103337176B - 一种交通违章抓拍系统进行交通违章抓拍的方法 - Google Patents

Abstract

一种交通违章抓拍系统及方法，该装置包括L形金属杆件、被动式红外传感器、传感器信号放大及整形电路、摄像机、图像采集器、拍照补光灯、同步补光控制器、信号灯检测电路、抓拍系统控制器、警示灯、语音输出装置和视频输出装置；该方法采用被动式红外传感器作为对非机动车辆和行人的检测，同时将现场违章人员的行为过程进行自动控制抓拍取证，作为事后数据处理，应用于道路交通领域，实时获取交通违章的非机动车和行人违章行为的图像和视频，适用于目前道路上的非机动车和行人等违章行为的抓拍取证，具有声光警示功能，可以对违章的非机动车和行人进行提示，将并录像和图像进行存储，便于后期的数据统计、分析和调用。

Description

一种交通违章抓拍系统进行交通违章抓拍的方法

技术领域

本发明涉及道路交通领域，具体涉及一种交通违章抓拍系统及方法。

背景技术

随着城市道路越来越多地出现拥堵现象的发生，非机动车辆的不断增加和人们出行通过街道的习惯，使本已严峻的道路交通问题更加突出。由于一些非机动车辆和行人不遵守交通规则，往往使交通事故频繁出现，而这些事故的发生，大多数是由于人们忽视了交通信号灯的存在而产生，特别是“集体闯红灯式过马路”的概念，在许多人的脑海里根深蒂固，闯红灯、不按交通标志和车道随意行驶、行走等。

目前电子监控抓拍系统越来越完善，机动车在行驶过程中由于违章抓拍和监管等力度的加大，违法行为逐渐减少，但非机动车辆及行人的违章行为却日趋显著，现有的高科技电子监控设备只针对机动车辆违法抓拍取证和处罚，而对于非机动车辆和行人的违章抓拍取证，目前还没有有效的手段来进行控制。

发明内容

本发明提供一种交通违章抓拍系统及方法，对非机动车及行人闯红灯的交通违章行为进行检测，将检测到的信号传递给抓拍控制系统，抓拍控制系统对非机动车辆和行人的违章行为进行语音提示和警示灯提示，对交通违章过程进行拍照取证，把拍照和记录的违章行为的视频和图像进行显示和播放。

本发明的技术方案是：

一种交通违章抓拍系统，包括L形金属杆件、被动式红外传感器、传感器信号放大及整形电路、摄像机、图像采集器、拍照补光灯、同步补光控制器、信号灯检测电路、抓拍系统控制器、警示灯、语音输出装置和视频输出装置；

所述L形金属杆件安装在行人过街斑马线区域的一侧，且安装在交通信号灯的对侧；

所述被动式红外传感器、摄像机和拍照补光灯均安装在L形金属杆件的横杆上，且面向行人过街斑马线区域；

所述被动式红外传感器的输出端连接传感器信号放大及整形电路的输入端，摄像机的输出端连接图像采集器的输入端，信号灯检测电路的输入端连接红色交通信号灯的信号输出端，信号灯检测电路的输出端、传感器信号放大及整形电路的输出端、图像采集器的输出端分别连接抓拍系统控制器的不同输入端，抓拍系统控制器的不同输出端分别连接警示灯的输入端、语音输出装置的输入端、视频输出装置的输入端和同步补光控制器的输入端，同步补光控制器的输出端连接拍照补光灯的输入端。

所述抓拍系统控制器连接图像数据缓存存储器、控制程序存储器、网络数据传输控制器、系统参数存储单元。

所述L形金属杆件的横杆的安装高度为距地面4~6米。

所述L形金属杆件的立杆上安装有机箱，该机箱内放置抓拍系统控制器。

所述摄像机用于拍摄行人交通信号灯的红灯信号及其对应的行人过街斑马线区域。

采用所述的交通违章抓拍系统进行交通违章抓拍的方法，包括如下步骤：

步骤1：信号灯检测电路实时检测行人交通信号红灯的信号；

步骤2：当检测到行人交通信号红灯亮起时，则通过信号灯检测电路将行人交通信号红灯的高压电转换为抓拍系统控制器能够识别的标准电平信号；

步骤3：被动式红外传感器实时采集其对应的行人交通信号红灯所禁行的斑马线区域；

步骤4：当有非机动车或行人进入禁行的斑马线区域时，将被动式红外传感器采集的信号进行放大和整形后输出至抓拍系统控制器；

步骤5：若当前禁行的斑马线区域环境为黑夜或者光线暗，则通过同步补光控制器启动拍照补光灯，然后执行步骤6；否则，直接执行步骤6；

步骤6：启动摄像机对禁行的斑马线区域进行拍照和实时录像；

步骤7：摄像机拍摄的图像和录像经图像采集器解码处理后，传输至抓拍系统控制器并存储至图像数据缓存存储器；

步骤8：抓拍系统控制器可以将图像数据实时压缩处理，并通过网络数据传输控制器传输至上位机或交通指挥中心；

步骤9：抓拍系统控制器可以通过警示灯不断闪烁警示非机动车或行人，通过语音输出装置播放安全提示语，通过视频输出装置实时播放摄像机拍摄的非机动车或行人的交通违章行为的视频和图像。

有益效果：

本发明应用于道路交通领域，实时获取交通违章的非机动车和行人违章行为的图像和视频，适用于目前道路上的非机动车和行人等违章行为的抓拍取证，具有声光警示功能，可以对违章的非机动车和行人进行提示，并将录像和图像进行存储，便于后期的数据统计、分析和调用。本发明采用被动式红外传感器检测非机动车及行人，无论是在白天或者是在黑夜，传感器都不受光线和气候的影响，实时检测到目标的存在。本发明针对普遍存在的“集体闯红灯式过马路”的行为，将有一个很好的约束力。

本发明针对非机动车和行人在道路交通过程中，产生的违章行为进行抓拍取证。采用被动式红外传感器作为对非机动车辆和行人的检测，弥补了原有只抓拍机动车而没有抓拍违章人员的系统。同时将现场违章人员的行为过程进行自动控制抓拍取证，作为事后数据处理。利用视频输出装置对违章图像和违章视频记录进行播放，以此震慑路口的违章行为和不遵守道路交通规则的人员。本发明具有语音、警示灯提示功能，可以提示任何将有违章行为人员的注意，同时可以利用当前的计算机技术进行网络数据交换等功能。

本发明也具有社会实际效益，减少有限警力资源，提高守法意识。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的交通违章抓拍系统结构框图；

图2是本发明具体实施方式的交通违章抓拍系统实际位置布置图；

图3是本发明具体实施方式的交通违章抓拍系统L形金属杆件及设备安装示意图；

图4是本发明具体实施方式的交通违章抓拍方法流程图；

图5是本发明具体实施方式的传感器信号放大及整形电路原理框图；

图6是本发明具体实施方式的信号灯状态检测电路原理图；

其中，1-摄像机，2-拍照补光灯，3-被动式红外传感器，4-横杆，5-立杆，6-机箱，7-交通信号灯，8-行人过街斑马线区域，9-非机动车道，10-机动车道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

本实施方式的交通违章抓拍系统，包括L形金属杆件、被动式红外传感器、传感器信号放大及整形电路、摄像机、图像采集器、拍照补光灯、同步补光控制器、信号灯检测电路、抓拍系统控制器、警示灯、语音输出装置和视频输出装置，如图1所示。

抓拍系统控制器用作交通违章抓拍系统的核心控制单元，选用型号为TJ-DSP-HV500的控制器，对系统各个功能模块进行输入检测、输出控制、软件编程执行，完成系统整体各个单元功能模块的作用。

被动式红外传感器是用来对目标进行检测的功能单元模块，其输出（0～20毫伏）电压模拟信号，被动式红外传感器的型号为BDHW3016。被动式红外传感器技术主要是利用物体自身向外辐射红外线的原理，所有温度高于绝对零度（-273）的物质，自身都具有在绝对零度（-273）以上不断地辐射着红外线的特性。被动式红外传感器是由其探测器将红外线辐射能量转换为电信号，经过放大电路处理再转换为标准的系统可识别信号。

传感器信号放大及整形电路的原理如图5所示，该电路是将被动式红外传感器输出的微弱毫伏电压信号进行两级放大，用运算放大器将红外传感器的输出信号作第一级放大，然后经由电容器件耦合给下一级运算放大器进行第二级放大。为了使信号能够更加平稳，利用电压比较器对第二级运算放大器的输出信号进行整形得到控制器能够识别的TTL电平信号。

摄像机选用型号为TJ-ITC200的高清晰摄像机，该摄像机为工业级200万像素高清晰网络摄像机，作为现场非机动车辆和行人违章抓拍取证的视频图像输入设备。

图像采集器的型号为JH-VGA41C-4E，该图像采集器为3U CompactPCI结构视频图像采集板，将高清晰摄像机输出的视频图像信号，转换或解码成抓拍系统控制器能够识别和处理的视频图像数据。

拍照补光灯的型号为TJ-PZBGD-001，在光线较暗的环境中或是夜晚，用辅助补光来增强拍照区域周围环境的光线，以便于获得极佳的拍照效果。

同步补光控制器的型号为TJ-BGTBKZQ-002，其功能是将摄像机拍照瞬间与补光灯闪亮进行时间同步控制。

视频输出装置采用型号为AJA HD10C2的显示屏，将抓拍的违章图像或视频录像在路口实时播放，警示人们杜绝不良习惯的过街方式，一定要遵守交通规则安全过街。

语音输出装置采用型号为YYBF-03-61-5的语音播放器，起到两种语音提示作用：其一是在红灯亮起禁行时，正常对行人进行提示（也可以起到对盲人过街提示作用），其二是提醒有违章行为的人员立即纠正违章行为，并回到安全区域。

警示灯的型号为YT708，对现场非机动车辆驾驶人员或行人的违章行为报警提示（也可以起到对聋哑人进行提示作用）。

信号灯检测电路是将信号灯点亮时，将信号灯电路中的220V交流电压，转换为控制器可以识别的TTL电平信号，其电路如图6所示，信号灯状态检测电路输入端通过220V单向端子并接在红色信号灯接线端子上，当红色信号灯点亮时，其交流220V电压将同时也输入到检测回路变压器T的原侧端。F1是检测回路中的保险管，是防止输入电流过流而设计。输入电压经变压器T变压后（降压变压方式），由副侧端输出低电压到全波整流桥D进行整流，经三端稳压器VR进行稳压。C1为滤波电容，R1为限流电阻。当信号灯亮时，则U1光电隔离器的输入端发光管将发光，并耦合到U1的输出端光电接收管导通，同时LED灯点亮做指示灯用。R2为LED灯限流电阻。由电路可以看出，当信号灯点亮时，P的1脚为低电平‘0’；而当信号灯熄灭时，则P的1脚为高电平‘1’，此时U1光电接收管处于截止状态。

抓拍系统控制器连接图像数据缓存存储器、控制程序存储器、网络数据传输控制器、系统参数存储单元，图像数据缓存存储器的型号为TXSJHC-1306-4G，将采集的每帧视频图像数据暂存在数据存储器中，同时也作为系统图像数据处理过程中的缓存单元；控制程序存储器的型号为CXCCQ0-102-3-256M，存放系统控制软件程序的单元；系统参数存储单元的型号为SJCSDY1000-1024M，在系统中有些系统数据在掉电时需要存储保护，存放系统运行及各个功能模块配置参数的数据存储单元，可以将历史经验数据或掉电需要保护的数据，在不需要更改的情况下进行长期保存。如：路口设定信息、路口名称、事件记录等重要信息；网络数据传输控制器的型号为TXKZQ001，用于实现系统与外部设备进行网络数据交换。向远端系统或设备传送视频图片或视频图像，也可以通过网络数据传输控制器对系统进行数据参数设定、故障诊断、系统用户软件更新等。

如图2所示，L形金属杆件安装在行人过街斑马线区域8的一侧，且安装在交通信号灯7的对侧；，被动式红外传感器3、摄像机1和拍照补光灯2均安装在L形金属杆件的横杆4上，且面向行人过街斑马线区域8，行人过街斑马线区域8旁的道路上分为非机动车道9和机动车道10。

被动式红外传感器3的输出端连接传感器信号放大及整形电路的输入端，摄像机1的输出端连接图像采集器的输入端，信号灯检测电路的输入端连接红色交通信号灯的信号输出端，信号灯检测电路的输出端、传感器信号放大及整形电路的输出端、图像采集器的输出端分别连接抓拍系统控制器的不同输入端，抓拍系统控制器的不同输出端分别连接警示灯的输入端、语音输出装置的输入端、视频输出装置的输入端和同步补光控制器的输入端，同步补光控制器的输出端连接拍照补光灯2的输入端。

如图3所示，L形金属杆件的横杆4的安装高度为距地面4~6米，L形金属杆件的立杆5上安装有机箱6，该机箱6内放置抓拍系统控制器，机箱的安装高度为距地面2米。

采用交通违章抓拍系统进行交通违章抓拍的方法，流程如图4所示，包括如下步骤：

步骤1：信号灯检测电路实时检测行人交通信号红灯的信号；

步骤2：当检测到行人交通信号红灯亮起时，则通过信号灯检测电路将行人交通信号红灯的高压电转换为抓拍系统控制器能够识别的标准电平信号；

步骤3：被动式红外传感器实时采集其对应的行人交通信号红灯所禁行的斑马线区域；

步骤4：当有非机动车或行人进入禁行的斑马线区域时，将被动式红外传感器采集的信号进行放大和整形后输出至抓拍系统控制器；

步骤5：若当前禁行的斑马线区域环境为黑夜或者光线暗，则通过同步补光控制器启动拍照补光灯，然后执行步骤6；否则，直接执行步骤6；

步骤6：启动摄像机对禁行的斑马线区域进行拍照和实时录像；

步骤7：摄像机拍摄的图像和录像经图像采集器解码处理后，传输至抓拍系统控制器并存储至图像数据缓存存储器；

步骤8：抓拍系统控制器可以将图像数据实时压缩处理，并通过网络数据传输控制器传输至上位机或交通指挥中心；

步骤9：抓拍系统控制器可以通过警示灯不断闪烁警示非机动车或行人，通过语音输出装置播放安全提示语，通过视频输出装置实时播放摄像机拍摄的非机动车或行人的交通违章行为的视频和图像。

Claims (1)

1.一种交通违章抓拍系统进行交通违章抓拍的方法，采用交通违章抓拍系统，包括L形金属杆件、被动式红外传感器、传感器信号放大及整形电路、摄像机、图像采集器、拍照补光灯、同步补光控制器、信号灯检测电路、抓拍系统控制器、警示灯、语音输出装置和视频输出装置；

所述L形金属杆件安装在行人过街斑马线区域的一侧，且安装在交通信号灯的对侧；

所述被动式红外传感器、摄像机和拍照补光灯均安装在L形金属杆件的横杆上，且面向行人过街斑马线区域；

所述被动式红外传感器的输出端连接传感器信号放大及整形电路的输入端，摄像机的输出端连接图像采集器的输入端，信号灯检测电路的输入端连接红色交通信号灯的信号输出端，信号灯检测电路的输出端、传感器信号放大及整形电路的输出端、图像采集器的输出端分别连接抓拍系统控制器的不同输入端，抓拍系统控制器的不同输出端分别连接警示灯的输入端、语音输出装置的输入端、视频输出装置的输入端和同步补光控制器的输入端，同步补光控制器的输出端连接拍照补光灯的输入端；

其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤1：信号灯检测电路实时检测行人交通信号红灯的信号；

步骤2：当检测到行人交通信号红灯亮起时，则通过信号灯检测电路将行人交通信号红灯的高压电转换为抓拍系统控制器能够识别的标准电平信号；

步骤3：被动式红外传感器实时采集其对应的行人交通信号红灯所禁行的斑马线区域；

步骤4：当有非机动车或行人进入禁行的斑马线区域时，将被动式红外传感器采集的信号进行放大和整形后输出至抓拍系统控制器；

步骤5：若当前禁行的斑马线区域环境为黑夜或者光线暗，则通过同步补光控制器启动拍照补光灯，然后执行步骤6；否则，直接执行步骤6；

步骤6：启动摄像机对禁行的斑马线区域进行拍照和实时录像；

步骤7：摄像机拍摄的图像和录像经图像采集器解码处理后，传输至抓拍系统控制器并存储至图像数据缓存存储器；

步骤8：抓拍系统控制器可以将图像数据实时压缩处理，并通过网络数据传输控制器传输至上位机或交通指挥中心；

步骤9：抓拍系统控制器可以通过警示灯不断闪烁警示非机动车或行人，通过语音输出装置播放安全提示语，通过视频输出装置实时播放摄像机拍摄的非机动车或行人的交通违章行为的视频和图像。