CN105139678A - 一种可自动制动汽车的智能交通监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，包括中央控制模块，中央控制模块通过4G无线网络通信连接有现场交通监控模块，中央控制模块连接有数据库、停车诱导模块和违章报警提示模块，停车诱导模块和违章报警提示模块通过短信报警模块与车主的短信收发器通信连接；中央控制模块通过4G无线网络连接于远程控制中心的远程控制单元，远程控制单元还连接有显示屏、报警器和远程指挥输入器；现场交通监控模块包括GPS定位单元、汽车制动单元和图像采集单元。本发明该系统不仅能够实现多个控制单元的监控，自动制动闯红灯车辆，而且还能实时分流，有助于减轻系统数据传输压力，提高数据传输效率。

Description

一种可自动制动汽车的智能交通监控系统

技术领域

本发明属于智能交通领域，尤其涉及一种交通监控系统。

背景技术

智能交通系统(IntelligentTransportationSystem，简称ITS)是未来交通系统的发展方向，它是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。

面对当今世界全球化、信息化发展趋势，传统的交通技术和手段已不适应经济社会发展的要求。智能交通系统是交通事业发展的必然选择，是交通事业的一场革命。通过先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感技术、计算器技术和系统综合技术有效的集成和应用，使人、车、路之间的相互作用关系以新的方式呈现，从而实现实时、准确、高效、安全、节能的目标。

目前现有技术中，大多数智能交通的研究仅仅涉及一小部分的研究，比如仅仅研究信号灯、应急车辆以及车辆分流等单个控制单元，而且，强行闯红灯的车辆仍然屡见不鲜，还很难称得上智能交通系统，这种状态并不能满足大城市对智能交通的需要，同时，许多监控系统在能见度较低的情况下基本不能使用，不能适应天气状况的变化，因此，为了促进智能交通领域的技术发展，有必要研发一种可自动制动汽车的智能交通监控系统。

发明内容

本发明的目的在于：为解决现有技术中，交通监控系统控制单元较为一以及车辆强行闯红灯的问题，提供了一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，该系统不仅能够实现多个控制单元的监控，自动制动闯红灯车辆，而且还能实时分流，有助于减轻系统数据传输压力，提高数据传输效率。

为达到上述目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，包括中央控制模块，中央控制模块通过4G无线网络通信连接有用于采集交通和车辆相关信息的现场交通监控模块，现场交通监控模块还通过实时分流模块与中央控制模块通信连接，实时分流模块也采用4G无线网络与中央控制模块通信连接；中央控制模块连接有停车诱导模块和违章报警提示模块，停车诱导模块和违章报警提示模块均设有短信报警模块，停车诱导模块和违章报警提示模块通过短信报警模块与车主的短信收发器通信连接；中央控制模块还连接有数据库和第一无线通信模块，第一无线通信模块通过4G无线网络连接有位于远程控制中心的第二无线通信模块，第二无线通信模块通信连接于远程控制中心的远程控制单元，远程控制单元连接有显示屏；远程控制单元还连接有报警器和远程指挥输入器；

具体的，现场交通监控模块包括信号灯状态检测单元、车辆检测单元、车速检测单元、GPS定位单元、汽车制动单元、图像采集单元、压力传感单元和地磁检测单元；

信号灯状态检测单元，用于检测和输入信号灯的状态；

车辆检测单元，用于检测红灯状态下十字路口是否有车辆经过；

车速检测单元，用于检测车辆的行驶速度；

GPS定位单元，用于定位超速、闯红灯车辆；

汽车制动单元，用于根据中央控制模块的指令自动控制超速车辆的车速以及控制闯红灯车辆停车；

图像采集单元，用于自适应监控现场能见度的变化采集现场交通和车辆的高清图像数据；

压力传感单元和地磁检测单元，用于检测该禁止停车线内是否有车辆经过或停止。

进一步的，图像采集单元包括能见度检测子单元、图像存储子单元、图像处理子单元和至少一个图像抓拍子单元，能见度检测子单元依次连接图像抓拍子单元和图像处理子单元；图像处理子单元分别连接于图像存储子单元，并通过4G无线网络与中央控制模块通信连接，图像处理子单元对抓拍后的图像进行进一步的处理，。

进一步的，能见度检测子单元采用透射式能见度检测仪。

进一步的，图像抓拍子单元采用CCD摄像机，最低拍摄频率为20帧/秒，各CCD摄像机的拍摄频率相差5帧/秒。

进一步的，短信收发器为带有语音播报功能的GSM短信收发器，用于接收短信报警模块的GSM短信。

进一步的，实时分流模块包括地磁线圈、数据处理器和信号灯控制器；地磁线圈与数据处理器连接；所述数据处理器与信号灯控制器连接。

进一步的，远程控制单元通过图像分割器连接于显示屏。

进一步的，停车诱导模块还包括信号接收装置、压力信号数据分析器、禁止停车控制器和计时器；所述信号接收装置与压力信号数据分析器连接；所述压力信号数据分析器与禁止停车控制器连接；所述计时器与禁止停车控制器连接。

进一步的，地磁检测单元采用地磁车辆检测器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）.本发明的现场交通监控模块包含信号灯状态检测单元、车辆检测单元、车速检测单元、GPS定位单元、汽车制动单元、图像采集单元压力传感单元和地磁检测单元等，相比于现有技术，本发明的监控单元更为多元化，可以实现多种功能，解决了目前交通监控系统控制单元较为单一的问题；而GPS定位单元和汽车制动单元的应用，不仅仅是简单的增加了两个模块，汽车制动单元可以自动控制闯红灯车辆制动，GPS定位单元可以用来精确定位闯红灯和/或超速车辆，以方便抓拍和制动，从整体效果上看，能够避免制动错误等；同时，为了数据传输压力，本发明还设有实时分流模块，有助于减轻系统数据传输压力，提高数据传输效率；而且，本发明中的图像采集单元能够自适应监控现场能见度的变化采集现场交通和车辆的高清图像数据，较现有技术只能在天气状况好的时候拍摄较为清晰的交通和车辆的图像，有了更明显的优势，解决了现有技术中，该系统不仅能够实现多个控制单元的监控，而且还能实时分流，有助于减轻系统数据传输压力，提高数据传输效率；

2）.本发明采用了单一的4G无线网络，可以避免多种网络之间协议转换等带来的问题，进一步加快传输效率；

3）.本发明还采用了车辆检测单元、车速检测单元、信号灯状态检测单元，车辆检测单元可根据信号灯状态检测单元检测到的信号灯的状态（如红灯、黄灯、绿灯等）检测十字路口是否有车辆经过，若有车辆在红灯状态下闯红灯，即可通过停车诱导模块的短信报警模块向车主发送GSM短信传递“停车指令”，通过违章报警提示模块的短信报警模块向车主发送GSM短信传递“违章警告”；车速检测单元可检测汽车行驶的速度，车速检测单元检测到的速度可通过中央控制模块进行对比分析，判断所检测到的该车车速是否超速，若超速，则可通过违章报警提示模块的短信报警模块向车主发送GSM短信传递“违章警告”，以达到进行短信报警的目的；车主根据GSM短信提示，即可做出相应的行为，如停车、减速，这样就可以及时避免交通事故的发生，为车主和行人等提供更优的安全保障；

4）.本发明还可通过与中央控制模块相连的第一无线通信模块与远程控制中心进行4G无线网络通信，远程控制单元的工作人员可以根据现场交通监控模块采集到的交通拥堵、闯红灯车辆、车辆整体图像、车辆牌照、信号灯状态等信息进行相应的工作安排，极大地方便了交通管理部门对交通的管理。

附图说明

图1本发明的系统结构示意图；

图2本发明的图像采集单元的具体结构及其与中央控制模块的关系示意图；

图3本发明的停车诱导模块结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1~3对本发明作详细说明。

一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，包括中央控制模块，中央控制模块通过4G无线网络通信连接有用于采集交通和车辆相关信息的现场交通监控模块，交通和车辆相关信息包括交通拥堵、闯红灯车辆、车辆整体图像、车辆牌照、信号灯状态等信息，具体的，现场交通监控模块包括信号灯状态检测单元、车辆检测单元、车速检测单元、GPS定位单元、汽车制动单元、图像采集单元、压力传感单元和地磁检测单元；

信号灯状态检测单元，用于检测和输入信号灯的状态，如红灯状态、黄灯状态、绿灯状态和不能正常工作的状态（坏了）等；

车辆检测单元，采用车辆检测器，用于检测红灯状态下十字路口是否有车辆经过；

车速检测单元，采用了安装于汽车上的车速传感器（常规方式），用于检测车辆的行驶速度；

GPS定位单元，用于定位超速、闯红灯车辆；

汽车制动单元，用于根据中央控制模块的指令自动控制超速车辆的车速以及控制闯红灯车辆停车；

图像采集单元，用于自适应监控现场能见度的变化采集现场交通和车辆的高清图像数据；

压力传感单元和地磁检测单元，设置于禁止停车线上，用于检测该禁止停车线内是否有车辆经过或停止；

现场交通监控模块还通过实时分流模块与中央控制模块通信连接，实时分流模块也采用4G无线网络与中央控制模块通信连接；中央控制模块连接有停车诱导模块和违章报警提示模块，停车诱导模块和违章报警提示模块均设有短信报警模块，停车诱导模块通过短信报警模块向车主发送GSM短信传递“停车指令”，违章报警提示模块通过短信报警模块向车主发送GSM短信传递“违章警告”，以达到进行短信报警的目的，车主的车内专门设置有短信收发器（即为手机），短信收发器为GSM短信收发器，用于接收短信报警模块的GSM短信，进一步的，该GSM短信收发器带有语音播报功能；

中央控制模块还连接有数据库和第一无线通信模块，第一无线通信模块通过4G无线网络连接有位于远程控制中心的第二无线通信模块，第二无线通信模块通信连接于远程控制中心的远程控制单元，远程控制单元连接有图像分割器和显示屏，远程控制单元通过图像分割器将采集到的现场交通和车辆图像进行分割，再将分割后的图像显示于显示屏上；远程控制单元还连接有报警器和远程指挥输入器，若出现车辆闯红灯、超速或信号灯坏了等情况，就会触发该报警器进行声光报警，提醒工作人员进行相应的处理。

下面结合附图1~3，对本发明的具体结构和基本原理作进一步阐述。

数据库中预置有该道路的限定车速数据和十字路口的车辆强制制动区域数据等。

信号灯状态检测单元内包括自检维护子单元，自检维护子单元可以根据远程指挥输入器的指令进行自检维护，确保信号灯能正常工作。

地磁检测单元采用地磁车辆检测器，车辆本身含有的铁磁物质会对车辆存在区域的地磁信号产生影响，使车辆存在区域的地球磁力线发生弯曲。当车辆经过传感器附近，传感器能够灵敏感知到信号的变化，经信号分析就可以得到检测目标的相关信息；地磁车辆检测器与设置于禁止停车线上的压力传感单元相配合，相比于现有技术中，只采用单一的压力传感单元或地磁车辆检测器，可以更精确检测该禁止停车线内是否有车辆经过或停在该禁止停车线内。

实时分流模块包括地磁线圈、数据处理器和信号灯控制器；所述地磁线圈与数据处理器连接；所述数据处理器与信号灯控制器连接；所述信号灯控制器控制红灯与绿灯的启停时间；当检测到某一路口流量过大时，该路口会相应的控制红绿灯的时间，进行分流。

汽车制动单元设置于汽车上，汽车制动单元连接有同样设置于汽车上的制动驱动单元，制动驱动单元设有4G无线网络模块，中央控制模块与4G无线网络模块通过4G无线网络进行通信连接，中央控制模块发出的制动指令经4G无线网络传输给制动驱动单元，从而驱动设置于汽车上的汽车制动单元。

制动驱动单元除4G无线网络模块外，还包括MCU，MCU上设有驱动汽车制动单元自动制动的驱动电路模块和给整个单元提供电源支持的电源模块；制动驱动单元的4G无线网络模块接收中央控制模块发出的制动指令，并将该制动指令发送到MCU进行分析处理，该MCU处理后，确认是制动指令的，通过从GPS定位单元获取的超速车辆的具体方位等数据，控制该超速车辆制动，且制动过程的总时间可以预先设置于数据库中。

图像采集单元包括能见度检测子单元、图像存储子单元、图像处理子单元和至少一个图像抓拍子单元；能见度检测子单元依次连接图像抓拍子单元和图像处理子单元后连接于图像存储子单元，并通过4G无线网络与中央控制模块通信连接，其中，图像抓拍模块的数量根据现场实际环境设置。

能见度检测子单元采用透射式能见度检测仪，并具有以下特点：1）.监测数据稳定、及时和准确；2）.独特的瞄准装置；3）独创的镜头保护装置，无需进行镜头清洗；4）.安装和调试快捷，可选择移动和固定两种安装方式；5）.压铸铝外壳，表面喷塑，防护等级IP66；6）.基线可选10M、15M；7）.采用WINDOWS界面，易于操作。

图像抓拍子单元采用CCD摄像机，最低拍摄频率为20帧/秒，各CCD摄像机的拍摄频率相差5帧/秒，中央控制模块根据当透射式能见度检测仪检测的能见度高低选择合适拍摄频率的CCD摄像机；能见度检测模块可根据天气的实际情况，如晴天、大雾、大雨等调节图像抓拍模块的拍摄频率，提高了车辆图像以及车牌号码的捕获力。

各个CCD摄像机面对车辆行驶的方向设置于十字路口信号灯杆上。

中央控制模块可以根据现场能见度情况发出控制指令，选择合适拍摄频率的CCD摄像机对该方位的汽车进行抓拍，并通过4G网络传输给远程控制中心。

如果车辆违规是白天，能见度检测模块自动设定为白天模式，如果当时的天气状况是晴天，CCD摄像机以20帧/秒的频率拍摄违规车辆的图像（若当时是其他天气情况，则根据设定好的值，选择合适的CCD摄像机进行抓拍），图。

Claims (9)

1.一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，其特征在于，包括中央控制模块，中央控制模块通过4G无线网络通信连接有用于采集交通和车辆相关信息的现场交通监控模块，现场交通监控模块还通过实时分流模块与中央控制模块通信连接，实时分流模块也采用4G无线网络与中央控制模块通信连接；中央控制模块连接有停车诱导模块和违章报警提示模块，停车诱导模块和违章报警提示模块均设有短信报警模块，停车诱导模块和违章报警提示模块通过短信报警模块与车主的短信收发器通信连接；中央控制模块还连接有数据库和第一无线通信模块，第一无线通信模块通过4G无线网络连接有位于远程控制中心的第二无线通信模块，第二无线通信模块通信连接于远程控制中心的远程控制单元，远程控制单元连接有显示屏；远程控制单元还连接有报警器和远程指挥输入器；

具体的，现场交通监控模块包括信号灯状态检测单元、车辆检测单元、车速检测单元、GPS定位单元、汽车制动单元、图像采集单元、压力传感单元和地磁检测单元；

信号灯状态检测单元，用于检测和输入信号灯的状态；

车辆检测单元，用于检测红灯状态下十字路口是否有车辆经过；

车速检测单元，用于检测车辆的行驶速度；

GPS定位单元，用于定位超速、闯红灯车辆；

汽车制动单元，用于根据中央控制模块的指令自动控制超速车辆的车速以及控制闯红灯车辆停车；

图像采集单元，用于自适应监控现场能见度的变化采集现场交通和车辆的高清图像数据；

压力传感单元和地磁检测单元，用于检测该禁止停车线内是否有车辆经过或停止。

2.如权利要求1所述的一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，其特征在于，图像采集单元包括能见度检测子单元、图像存储子单元、图像处理子单元和至少一个图像抓拍子单元，能见度检测子单元依次连接图像抓拍子单元和图像处理子单元；图像处理子单元分别连接于图像存储子单元，并通过4G无线网络与中央控制模块通信连接。

3.如权利要求2所述的一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，其特征在于，能见度检测子单元采用透射式能见度检测仪。

4.如权利要求2所述的一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，其特征在于，图像抓拍子单元采用CCD摄像机，最低拍摄频率为20帧/秒，各CCD摄像机的拍摄频率相差5帧/秒。

5.如权利要求1所述的一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，其特征在于，短信收发器为带有语音播报功能的GSM短信收发器，用于接收短信报警模块的GSM短信。

6.如权利要求1所述的一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，其特征在于，实时分流模块包括地磁线圈、数据处理器和信号灯控制器；地磁线圈与数据处理器连接；所述数据处理器与信号灯控制器连接。

7.如权利要求1所述的一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，其特征在于，远程控制单元通过图像分割器连接于显示屏。

8.如权利要求1所述的一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，其特征在于，停车诱导模块还包括信号接收装置、压力信号数据分析器、禁止停车控制器和计时器；所述信号接收装置与压力信号数据分析器连接；所述压力信号数据分析器与禁止停车控制器连接；所述计时器与禁止停车控制器连接。

9.如权利要求1所述的一种可自动制动汽车的智能交通监控系统，其特征在于，地磁检测单元采用地磁车辆检测器。