CN103824037A - 车用防跟踪报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用防跟踪报警装置，包括图像采集模块、图像处理模块、GPS定位模块、控制模块、报警提示模块和监控显示模块，所述GPS定位模块用于获取自身车辆的位置信息，并将车辆位置信息发送给控制模块；所述控制模块根据自身车辆位置信息、相关车辆的车牌号、采集到相关车辆的时刻信息，获得相关车辆的跟踪里程数和相关车辆的跟踪时间；当相关车辆的跟踪里程数或者相关车辆的跟踪时间超过阈值时，向报警提示模块发送提示指令；所述监控显示模块根据控制模块的指令向用户显示相关车辆的车牌号、跟踪路径和跟踪时间信息；所述报警提示模块用于根据控制模块的指令向用户发送提示或者进行报警。

Description

车用防跟踪报警装置

技术领域

本发明属于车辆安全技术领域，具体涉及一种车用防跟踪报警装置。 

背景技术

随着社会经济的不断发展，我国汽车保有量数据持续增长，私人汽车已经成为人们的必备交通工具，这给人们生活带来极大便利的同时也使一些犯罪分子有了新的可趁之机，通过出行车辆对目标人员进行恶意跟踪，获取其活动信息后对受害人进行威胁或在特定路段开展抢劫，杀伤等犯罪活动，严重损害了公民个人信息安全和人身财产安全，因此在汽车上装置防跟踪装置已经成为许多车主尤其是社会公众人物的需求。 

目前的车用防跟踪大部分仅具有简单的摄像头和视频显示功能。2010年9月15日公开的中国专利ZL200920095056.4公开了一种汽车防跟踪用后视装置，在汽车车顶后部上方的中间位置设有摄像头，监视显示器设在汽车后视镜上，适配器设在汽车的仪表盘内。摄像头不是安装在保险杠上或后车牌位置，而是安装在汽车车顶后部上方的中间位置，玻璃窗上方，视野宽阔，使用150°广角微型CCD芯片的摄像头，对本车后部的状况一览无余，随时供驾驶员了解车后情况，以便采取防范措施。虽然在摄像头位置与精度上做了调整，但依旧很难定量判断车辆是否被跟踪，也难以得知跟踪车辆的车牌信息等。本发明因此而来。 

发明内容

本发明提供一种车用防跟踪报警装置，该装置解决了现有技术中汽车防跟踪用后视装置难以提供较多的跟踪车辆信息、难以定量判断车辆是否被跟踪等问题。 

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是： 

一种车用防跟踪报警装置，其特征在于所述装置包括图像采集模块、图像处理模块、GPS定位模块、控制模块、报警提示模块和监控显示模块，所述图像采集模块用于实时采集自身汽车后的相关车辆图像，并将相关车辆图像传输给图像处理模块；所述图像处理模块用于分析处理相关车辆图像，检 测识别出相关车辆的车牌号，获取采集到相关车辆的时刻信息，并将相关车辆的时刻信息和车牌号发送给控制模块；所述GPS定位模块用于获取自身车辆的位置信息，并将车辆位置信息发送给控制模块；所述控制模块根据自身车辆位置信息、相关车辆的车牌号、采集到相关车辆的时刻信息，获得相关车辆的跟踪里程数和相关车辆的跟踪时间；当相关车辆的跟踪里程数或者相关车辆的跟踪时间超过阈值时，向报警提示模块发送提示指令；所述监控显示模块根据控制模块的指令向用户显示相关车辆的车牌号、跟踪路径和跟踪时间信息；所述报警提示模块用于根据控制模块的指令向用户发送提示或者进行报警。 

优选的技术方案是：所述图像采集模块为设置在自身车辆上的摄像头，所述图像处理模块为DSP处理系统，所述DSP处理系统设置在摄像头内；当摄像头采集到相关车辆图像后，所述DSP处理系统进行图像处理，检测与识别出车牌号，并记录相关车辆的跟随时间。 

优选的技术方案是：所述监控显示模块为设置在驾驶座附近的显示屏，所述显示屏上设置供用户输入指令的输入模块；所述控制模块与输入模块连接，并根据用户输入的指令进行相应操作。 

优选的技术方案是：所述报警提示模块选自声音提示器、LED闪烁提示器、座椅振动提示器、安全带振动提示器、座椅顶部吹风提示器的一种或者两种以上的任意组合。 

优选的技术方案是：所述控制装置为微处理器，所述微处理器连接有存储模块，所述存储模块根据控制装置的指令进行存储或读取存储的数据。 

优选的技术方案是：所述GPS定位模块为GPS芯片，用于实时获取用户自身车辆的位置经纬度信息，并将位置经纬度信息发送给控制模块；所述控制模块读取地图API，并根据位置经纬度信息确定车辆的行驶路径和行驶路程。 

本发明的另一目的在于提供一种车用防跟踪报警方法，其特征在于所述方法包括以下步骤： 

（1）实时采集自身汽车后的相关车辆图像； 

（2）对相关车辆图像进行图像处理，检测识别出相关车辆的车牌号，获取采集到相关车辆的时刻信息； 

（3）获取自身车辆的位置信息； 

（4）根据自身车辆位置信息、相关车辆的车牌号、采集到相关车辆的时刻信息，获得相关车辆的跟踪里程数和相关车辆的跟踪时间；当相关车辆的跟踪里程数或者相关车辆的跟踪时间超过阈值时，向用户发送提示或者报警。 

优选的技术方案是：所述方法步骤（4）中通过地图API和车辆位置经纬度信息确定车辆的行驶路径和行驶路程；根据车辆的行驶路径和行驶路程判断相关车辆的跟踪里程数。 

针对因车辆跟踪带来的个人信息泄露，车主人身生命财产安全遭到威胁等问题，本发明车用防跟踪预警装置基于图像识别（signal process，信号处理）技术，能准确识别出跟随车辆车牌号，并记录车辆的跟随时间与路径信息，在满足设定时间与跟踪里程数的情况下给驾驶员及时的预警提示，解决了目前的车用防跟踪功能过于简单，难以定量判断被跟踪情况，摄像头拍摄信息过多过杂，或因道路交通状况造成拍摄困难并难以对同一辆车进行识别的诸多问题，不仅能让车主提前采取相应的处理措施，也能为事故后的侦查处理提供更多的信息，为人们乘车出行安全提供进一步的保障。 

本发明车用防跟踪预警装置将图像识别（signal process，信号处理）技术运用于车牌号识别，通过图像采集及检测、图像预处理、图像特征提取与识别能精准辨识出车牌号码，并与图像处理模块中的时钟模块以及GPS定位模块相结合能全面地了解车辆的跟随时间与路径信息，并将相关信息上传到监控显示中供驾驶员查看，相对完备的数据信息提高了被跟踪判断的准确性。 

本发明车用防跟踪报警装置包括图像采集模块、图像处理模块、控制模块、GPS定位模块、预警提示模块，监视显示模块，其中图像采集模块采用后视摄像头，用于采集后车车牌号图像信息；图像处理模块采用DSP处理系统，用于对采集到的车牌号图像进行检测与识别，并记录该车牌号出现的时间段；GPS定位模块，用于记录系统识别到的车辆跟随路径与里程数；预警提示模块，用于在达到跟随时间与里程数设置值时对驾驶员进行语音预警提示与跟随车辆信息告知。监视显示模块，显示系统中记录的车辆相关信息供驾驶员查询。 

本发明控制模块上安装能控制车用防跟踪报警装置的软件系统，包括图像采集、图像识别与检测、GPS定位系统、数据传输与解析、预警提示五个模块，其中图像采集模块，包含用于采集后车车牌图像信息； 

图像识别与检测模块，包含对采集到的车牌号图像进行检测与识别：首先通过对图像采集模块采集到的后车车牌图像进行预处理操作，依据颜色、边缘等特征信息定位出车牌区域。然后分割车牌区域的车牌字符，利用模板匹配的方法将其与存储的车牌字符数据库进行比较，以相似度为判据识别字符，进而识别车牌号。同时，当确认识别开始时，时钟开始标记时间戳，直至识别结束，追踪时间为标定的时间间隔； 

GPS定位模块，用于实时获取系统识别到的车辆跟随路径与里程数：当识别模块确认识别开始时，实时上传位置信息，直至识别结束，跟随车辆的路径信息保存在服务器与车用防跟踪报警装置（例如车载终端）内部，里程计算由车辆实时计算保存； 

数据传输与解析，将系统识别和记录的数据传输到监视显示屏内，并以图像形式显示； 

预警提示模块，用于在达到跟随时间与里程数设置值时对驾驶员进行语音预警提示与跟随车辆信息告知。 

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是： 

本发明中的车用防跟踪报警装置后视摄像装置安装在汽车车尾位置，能够准确地抓取后车车牌图像，同时采用带时间记录功能的DSP图像处理系统，不仅能检测与识别车牌号，而且可记录该车牌号出现的时间段，配合GPS定位装置对系统中车牌号的跟随路径与里程记录，当同一车牌号出现的时间与里程达到系统设定值时能够通过语音预警清晰地了解该车从何时何地开始跟随本车，相比于其他普通的车载后视摄像头具有信息面全，精确度高的特点。 

本发明构成简单，装配容易，易于操作，使用方便，具有很高的推广应用价值，具有很好的市场前景。 

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述： 

图1为本发明车用防跟踪报警装置的结构框图； 

图2为本发明控制车用防跟踪报警装置的软件系统架构图； 

图3为本发明车用防跟踪报警装置的工作流程图。 

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。 

实施例 

如图1所示，该车用防跟踪报警装置包括图像采集模块、图像处理模块、控制模块、GPS定位模块、预警提示模块，监视显示模块，其中图像采集模块采用后视摄像头，用于采集后车车牌号图像信息；图像处理模块采用DSP处理系统，用于对采集到的车牌号图像进行检测与识别，并记录该车牌号出现的时间段；GPS定位模块，用于记录系统识别到的车辆跟随路径与里程数；预警提示模块，用于在达到跟随时间与里程数设置值时对驾驶员进行语音预警提示与跟随车辆信息告知。监视显示模块，显示系统中记录的车辆相关信息供驾驶员查询。 

如图2所示，本发明控制模块上安装能控制车用防跟踪报警装置的软件系统，包括图像采集、图像识别与检测、GPS定位系统、数据传输与解析、预警提示五个模块，其中图像采集模块，包含用于采集后车车牌图像信息； 

图像识别与检测模块，包含对采集到的车牌号图像进行检测与识别：首先通过对图像采集模块采集到的后车车牌图像进行预处理操作，依据颜色、边缘等特征信息定位出车牌区域。然后分割车牌区域的车牌字符，利用模板匹配的方法将其与存储的车牌字符数据库进行比较，以相似度为判据识别字符，进而识别车牌号。同时，当确认识别开始时，时钟开始标记时间戳，直至识别结束，追踪时间为标定的时间间隔； 

GPS定位模块，用于实时获取系统识别到的车辆跟随路径与里程数：当识别模块确认识别开始时，实时上传位置信息，直至识别结束，跟随车辆的路径信息保存在服务器与车用防跟踪报警装置（例如车载终端）内部，里程 计算由车辆实时计算保存； 

数据传输与解析，将系统识别和记录的数据传输到监视显示屏内，并以图像形式显示； 

预警提示模块，用于在达到跟随时间与里程数设置值时对驾驶员进行语音预警提示与跟随车辆信息告知。 

如图3所示，本发明车用防跟踪报警装置的工作流程如下： 

1、前期准备：将本发明中车用防跟踪报警装置中的摄像头安装在在汽车车位（车牌附近），DSP处理板设置在摄像头内，GPS定位装置和预警装置设在汽车的仪表盘内；并调整好摄像头采集图像的角度、方向和清晰度。 

2、当车辆启动时，控制车用防跟踪报警装置的软件系统启动，后视摄像头开始拍摄后车车牌号图像。 

3.DSP处理系统首先通过对图像采集模块采集到的后车车牌图像进行预处理操作，依据颜色、边缘等特征信息定位出车牌区域。然后分割车牌区域的车牌字符，利用模板匹配的方法将其与存储的车牌字符数据库进行比较，以相似度为判据识别字符，进而识别车牌号。当确认识别开始时，时钟标记时间戳，直至识别结束，追踪时间为标定的时间间隔，同时将记录的车牌和时间信息监视显示屏上。 

本发明车牌识别方法方法由三个部分构成:车牌提取，字符分割和字符识别。 

3.1车牌提取（感兴趣区域确定） 

通常所含车辆的照片为彩色，所以首先图片会接受预处理。其中，彩色图片会变转化为相应的灰度图像，仅只有饱和信息予以保留。然后所得的灰度图像会接受形态学运算（morphological operation）的处理，比如开运算和侵蚀运算（open and erosion），和二值化处理，这样图片中的某些干扰所带来的影响会被降低甚至消除。此时图片做好了进入下一轮的准备，即车牌区域的提取。在车牌提取中，边缘统计的方法将会被应用。令经过预处理的图片为PG，首先PG会被压缩或者精简为一张更小的图片，令其为PC。PG可以分为多个区块，PC中的每个像素点都和每个不同的区块一一对应。在压缩（condensing）这一操作中，如果某一模块中的白色像素的个数满足了某一个预先设置的阀值的要求那么PC中所对应的像素点将会被设置为白色 反之为黑色。这个操作的目的是在全局上加强邻近像素点的联系，因为通常情况下二值化图片中车牌区域有着明显的黑白像素的区分。边缘统计的原理十分易懂，PC将会被逐行扫描，在每一行中，相邻的像素点将会被合并形成线段，适合的线段将会被合成不同的区域。 

线段的形成 

图像PC会被逐行的扫描。对于每一行，扫描都会从左向右的开始。如果遇到一行中的第一个白色像素点，那么它将会被认为是某一线段的开始，例如L1（线段一）。如果紧接着的第二个白色像素点同L1足够接近（同L1最右端像素点的距离小于某个预先设定的阀值），那么它将会被合并成为L1的一部分，否则此像素点会被认为是一个潜在新线段的起点，同时之前线段的形成工作将会终止，其长度将会同预先设定的范围进行比较。如果长度在此范围之内，此线段将会被保留，否则说明此线段太长或太短，没有可能成为车牌区域的潜在组成部分，将会被丢弃。 

区域的形成 

在以上操作之后，会有许多线段的产生，其中竖直方向上相邻并在水平方向上相近的线段将会被合并成候选车牌区域。这里竖直方向上相邻指的是两线段所在行数差为一；水平方向上相近指的是两线段起始像素点的距离差不超过某一预设的阀值。线段X在第j行，线段Y在第j+1行，这两线段可视为竖直方向上相邻的。线段X和Y的距离为2，如果阀值设定为4，那么X和Y可以进行合并；如果阀值设定为1，那么合并不能进行。最后形成的区域会以矩形的形式进行存储，每个矩形会以其左上角的坐标和右下角的坐标进行表示。因此对于每一次的合并操作，矩形的表示都会进行更新。线段X本身就可视为一个区域((j，k)，(j，k+6)).在X和Y合并后，新的区域表示为((j，k+1)，(j+1，k+7))。由此可以看出合并是列方向的取平均，这样做可以有效地避免一些干扰。 

通常情况下，在区域形成操作之后会有许多个车牌候选区域，为了找出其中的最优者，以下的三条规则将会被依次实施： 

1）候选区域的长度和宽度需要满足预先设置的最大和最小阀值。 

2）候选区域的长度和宽度的比值需要在一个预先设置的范围内。 

3）最靠近下方的候选区域将被认为是车牌区域。 

3.2字符分割 

字符分割主要分为两个部分：车牌倾斜的检测与纠正以及各个字符的分割。第一部分主要依靠了主成分分析（Principal Component Analysis）的方法，由于车牌的特殊形状，在这个应用中主要目的是找出车牌二值图像的第一主成分，了解其方向并从中判断是否倾斜以及倾斜的程度。具体步骤如下显示： 

1）获取数据集，即二值化图像中各个白色像素点的坐标轴位置。 

2）计算此数据集的协方差矩阵。 

$M=\left[\begin{array}{cc}E\left[(x-{\mathrm{\μ}}_1)(x-{\mathrm{\μ}}_1)\right]& E\left[(x-{\mathrm{\μ}}_1)(y-{\mathrm{\μ}}_2)\right]\\ E\left[(y-{\mathrm{\μ}}_2)(x-{\mathrm{\μ}}_1)\right]& E\left[(y-{\mathrm{\μ}}_2)(y-{\mathrm{\μ}}_2)\right]\end{array}\right];$

${\mathrm{\μ}}_1=E\left(x\right)=\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{x}_i,{\mathrm{\μ}}_2=E\left(x\right)=\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{y}_i;$

其中μ₁是x的期望值，同样的，μ₂是y的期望值。 

3）通过2)中的协方差矩阵计算得出第一主成分，并进行相应的倾斜判断与更正。 

第二部分各个字符的分割中依靠的是简单的向水平方向的映射，该图X轴表示的是图片水平方向，Y轴表示的是白色像素点的个数。通过之后的分析判断，各个字符可以被顺利的分割出来。 

3.3字符识别 

预先在车牌字符数据库存储所有的字符数据。当分割车牌区域的车牌字符后，利用模板匹配的方法将其与存储的车牌字符数据库进行比较，以相似度为判据识别字符，进而识别车牌号。 

当确认识别开始时，时钟标记时间戳，直至识别结束，追踪时间为标定的时间间隔，同时将记录的车牌和时间信息监视显示屏上。 

当识别模块确认识别开始时，GPS定位装置将实时上传位置信息，直至识别结束，跟随车辆的路径信息保存在服务器与车机内部，里程计算由车辆实时计算保存，同时将记录的路程与里程信息传输到监视显示屏上。 

当该车跟随时间达到设定值T，跟随路程达到设定值S，预警系统将通过语音对驾驶员进行被跟踪预警提示。 

驾驶员在得到预警后可以通过监视显示屏查询上传的相关信息并采取相应措施。 

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种车用防跟踪报警装置，其特征在于所述装置包括图像采集模块、图像处理模块、GPS定位模块、控制模块、报警提示模块和监控显示模块，所述图像采集模块用于实时采集自身汽车后的相关车辆图像，并将相关车辆图像传输给图像处理模块；所述图像处理模块用于分析处理相关车辆图像，检测识别出相关车辆的车牌号，获取采集到相关车辆的时刻信息，并将相关车辆的时刻信息和车牌号发送给控制模块；所述GPS定位模块用于获取自身车辆的位置信息，并将车辆位置信息发送给控制模块；所述控制模块根据自身车辆位置信息、相关车辆的车牌号、采集到相关车辆的时刻信息，获得相关车辆的跟踪里程数和相关车辆的跟踪时间；当相关车辆的跟踪里程数或者相关车辆的跟踪时间超过阈值时，向报警提示模块发送提示指令；所述监控显示模块根据控制模块的指令向用户显示相关车辆的车牌号、跟踪路径和跟踪时间信息；所述报警提示模块用于根据控制模块的指令向用户发送提示或者进行报警。

2.根据权利要求1所述的车用防跟踪报警装置，其特征在于所述图像采集模块为设置在自身车辆上的摄像头，所述图像处理模块为DSP处理系统，所述DSP处理系统设置在摄像头内；当摄像头采集到相关车辆图像后，所述DSP处理系统进行图像处理，检测与识别出车牌号，并记录相关车辆的跟随时间。

3.根据权利要求1所述的车用防跟踪报警装置，其特征在于所述监控显示模块为设置在驾驶座附近的显示屏，所述显示屏上设置供用户输入指令的输入模块；所述控制模块与输入模块连接，并根据用户输入的指令进行相应操作。

4.根据权利要求1所述的车用防跟踪报警装置，其特征在于所述报警提示模块选自声音提示器、LED闪烁提示器、座椅振动提示器、安全带振动提示器、座椅顶部吹风提示器的一种或者两种以上的任意组合。

5.根据权利要求1所述的车用防跟踪报警装置，其特征在于所述控制装置为微处理器，所述微处理器连接有存储模块，所述存储模块根据控制装置的指令进行存储或读取存储的数据。

6.根据权利要求1所述的车用防跟踪报警装置，其特征在于所述GPS定位模块为GPS芯片，用于实时获取用户自身车辆的位置经纬度信息，并将位置经纬度信息发送给控制模块；所述控制模块读取地图API，并根据位置经纬度信息确定车辆的行驶路径和行驶路程。

7.一种车用防跟踪报警方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）实时采集自身汽车后的相关车辆图像；

（2）对相关车辆图像进行图像处理，检测识别出相关车辆的车牌号，获取采集到相关车辆的时刻信息；

（3）获取自身车辆的位置信息；

（4）根据自身车辆位置信息、相关车辆的车牌号、采集到相关车辆的时刻信息，获得相关车辆的跟踪里程数和相关车辆的跟踪时间；当相关车辆的跟踪里程数或者相关车辆的跟踪时间超过阈值时，向用户发送提示或者报警。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述方法步骤（4）中通过地图API和车辆位置经纬度信息确定车辆的行驶路径和行驶路程；根据车辆的行驶路径和行驶路程判断相关车辆的跟踪里程数。

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