CN103646546B - 一种具有大型车辆禁行功能的智能交通系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有大型车辆禁行功能的智能交通系统，其特征在于它包括智能摄像机和与智能摄像机信号连接的终端服务器，所述智能摄像机内设有光学系统、CCD、FPGA、电子硬盘、网口和主板，所述主板上设有视频采集模块、视频检测模块、数据合并模块、图像处理模块、存储传输模块、流量统计模块，本发明实现车辆占道检测，能够提供车辆的图片及车辆的录像，并将车辆外形的车型进行细分类，能够可把车辆细分为：大货车、大客车、小货车、面包车、轿车5类，从而能够识别大型车辆，提高了工作效率。

Description

一种具有大型车辆禁行功能的智能交通系统

技术领域

本发明涉及一种智能交通系统，尤其是一种具有大型车辆禁行功能的智能交通系统。

背景技术

随着经济的发展，国家的各种基础设施建设也趋于完善。道路作为一种重要的基础设施，能够起到将两个地点连通方便人们出行的作用，道路及道路网络的发达程度能够影响国家的经济发展。随着基础设施建设工程的进行及人们生活水平的提高，所修的道路也越来越多，但同时私家车也越来越多，很多城市在市区上下班的高峰期都会出交通现拥堵的情况，此时如果有大型车辆进入市区，会导致严重的交通拥堵，并且很多大型车辆都有超载情况，会严重破坏道路桥梁，因此很多特定道路都会严格限制大型车辆的通行。现有技术中，车型判断是根据车牌颜色来的，即监测到黄牌就认为是大车，但是很多禁止大型货车通行的路道是允许部分黄牌客车通行的，因此仅根据车牌颜色判断车型的方式判断结果不准，还得依靠人工判断是否允许通行，从而降低了工作效率。

发明内容

本发明的目是解决现有技术中仅根据车牌颜色判断车型的方式判断结果不准确的问题。

本发明采用的技术方案是：一种具有大型车辆禁行功能的智能交通系统，它包括智能摄像机和与智能摄像机信号连接的终端服务器，所述智能摄像机内设有光学系统、CCD、FPGA、电子硬盘、网口和主板，所述主板上设有视频采集模块、视频检测模块、数据合并模块、图像处理模块和存储传输模块，所述CCD与FPGA信号连接，所述视频采集模块与视频检测模块信号连接且视频采集模块与数据合并模块信号连接，所述数据合并模块与图像处理模块信号连接，所述图像处理模块与存储传输模块信号连接，所述存储传输模块与电子硬盘信号连接且存储传输模块与网口信号连接。

作为本发明的进一步改进，所述主板上还设有流量统计模块，所述流量统计模块与智能摄像机内的数据合并模块信号连接且流量统计模块与存储传输模块信号连接。

作为本发明的进一步改进，所述主板上还设有远程控制模块，所述远程控制模块与网口信号连接且远程控制模块与和存储传输模块信号连接。

作为本发明的进一步改进，所述终端服务器采用ARM® Cortex™-A8处理器。

作为本发明的进一步改进，所述图像处理模块内设有DM368芯片，所述的视频检测模块内设有DM648芯片。

作为本发明的进一步改进，它还包括LED灯，所述LED灯与智能摄像机主板上的FPGA信号连接。

作为本发明的进一步改进，所述智能摄像机内还设有单片机，所述的主板上还设有单片机处理模块、触发信息超时检测模块，所述单片机与FPGA信号连接且单片机与单片机处理模块信号连接，所述单片机处理模块与数据合并模块信号连接，所述触发信息超时检测模块与视频采集模块信号连接。

作为本发明的进一步改进，智能摄像机和LED灯均设有若干个，每一个智能摄像机与若干个LED灯之间形成一组抓拍单元，若干组抓拍单元之间并联。

本发明的有益效果是：本发明实现车辆占道检测，能够提供车辆的图片及车辆的录像，并将车辆外形的车型进行细分类，能够可把车辆细分为：大货车、大客车、小货车、面包车、轿车5类，从而能够识别大型车辆，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明原理图。

图2为本发明的示意图。

具体实施方式

下面结合图1、2，对本发明做进一步的说明。

如图1、2所示，本发明实施例：一种具有大型车辆禁行功能的智能交通系统，它包括LED灯、智能摄像机和与智能摄像机信号连接的终端服务器，终端服务器采用ARM® Cortex™-A8处理器，所述智能摄像机内设有光学系统、CCD、FPGA、单片机、电子硬盘、网口和主板，所述LED灯与智能摄像机主板上的FPGA信号连接，所述主板上设有单片机处理模块、视频采集模块、视频检测模块、触发信息超时检测模块、数据合并模块、图像处理模块、存储传输模块、流量统计模块、远程控制模块，所述CCD与FPGA信号连接，所述FPGA与单片机信号连接且FPGA与视频采集模块信号连接，所述单片机与单片机处理模块信号连接信号连接，所述视频采集模块与视频检测模块信号连接且视频采集模块与数据合并模块信号连接，所述触发信息超时检测模块与视频采集模块信号连接，所述单片机处理模块与数据合并模块信号连接，所述数据合并模块与图像处理模块信号连接，所述图像处理模块与存储传输模块信号连接，所述存储传输模块与电子硬盘信号连接且存储传输模块与网口信号连接，流量统计模块与智能摄像机内的数据合并模块信号连接且流量统计模块与存储传输模块信号连接，所述远程控制模块与网口信号连接且远程控制模块与和存储传输模块信号连接，所述图像处理模块内设有DM368芯片，所述的视频检测模块内设有DM648芯片，智能摄像机和LED灯均设有若干个，每一个智能摄像机与若干个LED灯之间形成一组抓拍单元，若干组抓拍单元之间并联。

本发明针对特定道路运行中存在的难以识别车型的现状，开发了一套专门针对大型车辆抓拍取证的大车禁行智能交通系统。本发明的工作过程：光线进入光学系统，高清摄像机的光学系统将光信号传给CCD，CCD将信号传给FPGA，FPGA能够检测图像的亮度、调整图像的亮度增益、对视频图像的进行滤化处理，FPGA还能够根据所检测到的亮度决定是否发送信号给LED灯进行闪光补光，FPGA将图像初步处理后发送给视频采集模块，视频采集模块对各种输入格式的图像数据进行采集接收后将图像传送给视频检测模块进行检测，视频检测模块内的DM648芯片是用来对视频进行分析检测的和抓拍的，用于检测视频中是否有大车经过，并进行抓拍。视频检测模块将检测结构经由视频采集模块传送给数据合并模块，数据合并模块将所拍摄的视频和图像相关联后传给图像处理模块、同时传送给流量统计模块，图像处理模块内的DM368芯片是用于图像处理的。对已经抓拍的图片进行字符叠加、格式抓换、压缩等操作。图像处理模块将信号传送存储传输模块，存储传输模块将信号传输给电子硬盘或将信号通过网口传输给终端服务器，终端服务器能够远程控制整个智能摄像机。

整个系统采用了自主研发的视频分析技术，智能摄像机24小时对路段进行视频检测，由于目标闯入、逆行、变道等都是一种模式的图像变化，因此首先构建背景模型，然后通过背景分离（背景减除）技术来进行图像变化的检测，其思路是对视频帧与基准背景图像进行比较，相同位置的像素或区域变化则是认为是变化了的区域，对这些区域进一步处理、跟踪、识别，得到包括目标位置、尺寸、形状、速度、停留时间等基本形态信息和动态信息。系统通过车牌照定位加车辆模型分析方式进行车辆运行轨迹跟踪，当车辆在视频采集范围内发生违法行为时，智能摄像机自带的智能识别功能会识别车辆违法，抓拍2张照片，并将之合成为一张图片，智能摄像机会对违法车辆进行车型识别和车牌识别，进而获取有效的信息。同时将得出的目标尺寸、形状等信息同车型识别算法库进行比对及可信度分析，结合识别出的车牌颜色，最终得出该车辆是属于大货车、小货车、大客车、面包车还是轿车，并将识别的信息叠加在图片上，同时将图片关联了摄像机的视频，通过视频可以显示出大车通行过程，便于交通执法人员的执法工作，提高执法说服力。本发明中的车辆牌照的识别主要是基于图像分割和图像识别理论，对含有车辆号牌的图像进行分析处理，从而确定牌照在图像中的位置，并进一步提取和识别出文本字符。识别的具体步骤分为车牌定位、车牌提取、字符识别。在自然环境中，智能摄像机首先对采集到的视频图像进行大范围相关搜索，找到符合汽车牌照特征的若干区域作为候选区，然后对这些侯选区域做进一步分析、评判，最后选定一个最佳的区域作为牌照区域，并将其从图象中分割出来。完成牌照区域的定位后，再将牌照区域分割成单个字符，然后进行识别，车牌识别算法采用基于模板匹配算法，首先将分割后的字符二值化,并将其尺寸大小缩放为字符数据库中模板的大小，然后与所有的模板进行匹配，最后选最佳匹配作为结果，通过这种多次比对的方式极大了提高了车牌识别的准确率。

智能摄像机还能够将违法图片和实时视频一起通过光纤传到终端服务器上，终端服务器采用ARM® Cortex™-A8处理器，其功能是实时接收300万摄像机的视频，终端服务器支持全天候视频录像，可作为室外型监控NVR，扩展监测点其他摄像机的接入。终端服务器将违法图片和违法车辆的违法前后视频进行关联，组合为一组执法证据（视频的时长可在服务器里设置）。终端服务器的另一个功能就是存储车辆的违法信息、违法图片和实时视频，支持录像存储、预览、回放等操作，以便交通执法人员对现场状态的回顾。同时还能够配置报警。

LED灯能够闪光以便在需要补光时能够补光。

本发明采用高性能双处理器智能摄像机，智能摄像机拥有先进的视频影像处理技术，集成度高、功耗低、运算速度快，可真实还原图像。智能摄像机采用1/1.8英寸300万像素逐行扫描CCD智能高清摄像机，该摄像机可以进行分辨率为2048×1536的高清视频采集，帧率可达25fps，支持视频多码流功能，H.264/MJPEG编码；单片机摒弃了传统的X86架构，采用DSP架构，大大提高了设备室外运行的稳定性、环境适应性；通过双处理器技术，把编码和视频分析分开，让性能较低的DM368通过自带的ISP处理模块完成图像处理和编码，而性能较高的DM648则专注于视频分析，通过这种方式，最大限度的发挥了双处理器的作用，提高了视频分析的效率，也为以后的功能扩展预留了一定的空间；

支持双快门，支持视频流和抓拍帧同时输出，在抓拍的同时进行道路监控；支持双码流，采用先进的视频压缩技术H.264编码，压缩比高，且处理非常灵活，同时支持MJPEG编码，抓拍帧采用JPEG编码，图片质量可设；支持抓拍同步LED灯输出，支持多路LED灯同步输出，支持多种补光方式：独立闪、不闪、关联闪、轮闪和频闪等；支持LED灯自动光控功能；支持红绿灯信号状态输入，红灯、绿灯下可设置不同的触发方式；支持多种抓拍方式；光耦隔离输入普通线圈抓拍、光耦隔离输入线圈测速抓拍、RS-485触发抓拍、视频卡口虚拟线圈抓拍、支持智能识别功能、内置车牌识别功能、内置车型识别功能、支持网络触发连续抓拍功能；支持图片合成功能，可以把多张违章图片合成一张图片，合成方式可灵活配置、支持RS-485功能，可以接入车检器、红绿灯信号检测器和雷达等串口外围设备；摄像机高级参数配置功能；视频和抓拍独立控制自动曝光、AGC、白平衡；视频和抓拍图片独立配置字符叠加功能；信号灯同步控制功能；支持本地视频预览，CVBS信号或HD-SDI信号输出；支持SD/SDHC本地图片存储检索、自动覆盖、自动上传；支持外接USB存储设备本地图片存储、自动覆盖、自动上传；超强的网络功能，支持多种图片上传方式；支持配置文件导入导出。

本发明中单片机和触发信息超时检测模块起的是扩展整个系统功能的作用，使得系统可以搭载其他功能例如测速，使得整个系统可以成为卡口系统，其中单片机是一个硬件芯片，里面有自己的处理模块（单片机处理模块），此模块主要是用来处理外部输入的各种信号（包括I/O、RS232、RS485），并根据信息协同TI处理器、FPGA及外部输入进行工作。触发信息超时检测模块是一个软件模块，主要功能是对视频录制和线圈抓拍的触发信息状态进行处理，以便视频录制和线圈抓拍进行切换。比如：在线圈为主视频为辅的卡口系统中，如果长时间没有过车的话，一直没有线圈的触发信息，此模块会报一个超时，系统会把相机的抓拍模式从线圈抓拍变为视频抓拍。

综上所述，本发明实现车辆占道检测，能够提供车辆的图片及车辆的录像，并将车辆外形的车型进行细分类，能够可把车辆细分为：大货车、大客车、小货车、面包车、轿车5类。

本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有大型车辆禁行功能的智能交通系统，其特征在于它包括智能摄像机和与智能摄像机信号连接的终端服务器，所述智能摄像机内设有光学系统、CCD、FPGA、电子硬盘、网口和主板，所述主板上设有视频采集模块、视频检测模块、数据合并模块、图像处理模块和存储传输模块，所述CCD与FPGA信号连接，所述视频采集模块与视频检测模块信号连接且视频采集模块与数据合并模块信号连接，所述数据合并模块与图像处理模块信号连接，所述图像处理模块与存储传输模块信号连接，所述存储传输模块与电子硬盘信号连接且存储传输模块与网口信号连接。

2.根据权利要求1所述的具有大型车辆禁行功能的智能交通系统，其特征在于所述主板上还设有流量统计模块，所述流量统计模块与智能摄像机内的数据合并模块信号连接且流量统计模块与存储传输模块信号连接。

3.根据权利要求2所述的具有大型车辆禁行功能的智能交通系统，其特征在于所述主板上还设有远程控制模块，所述远程控制模块与网口信号连接且远程控制模块与和存储传输模块信号连接。

4.根据权利要求3所述的具有大型车辆禁行功能的智能交通系统，其特征在于所述终端服务器采用ARM® Cortex™-A8处理器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的具有大型车辆禁行功能的智能交通系统，其特征在于所述图像处理模块内设有DM368芯片，所述的视频检测模块内设有DM648芯片。

6.根据权利要求5所述的具有大型车辆禁行功能的智能交通系统，其特征在于它还包括LED灯，所述LED灯与智能摄像机主板上的FPGA信号连接。

7.根据权利要求6所述的具有大型车辆禁行功能的智能交通系统，其特征在于所述智能摄像机内还设有单片机，所述的主板上还设有单片机处理模块、触发信息超时检测模块，所述单片机与FPGA信号连接且单片机与单片机处理模块信号连接，所述单片机处理模块与数据合并模块信号连接，所述触发信息超时检测模块与视频采集模块信号连接。

8.根据权利要求7所述的具有大型车辆禁行功能的智能交通系统，其特征在于智能摄像机和LED灯均设有若干个，每一个智能摄像机与若干个LED灯之间形成一组抓拍单元，若干组抓拍单元之间并联。