CN105185110A - 一种基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置，其包括：一个用于拍摄违法停车车辆的球机、光纤网络、WEB服务器、数据库服务器、视频存储设备以及客户端，其中，球机通过光纤网络与中心的WEB服务器、数据库服务器、视频存储设备连接通信，中心的WEB服务器、数据库服务器、视频存储设备通过网络连接通信，客户端与中心的WEB服务器连接通信。本发明的另一方面是提供一种基于单球机的违法停车自动检测抓拍的方法。本发明的装置和方法采用各个装置自动采集违法停车的信息，解决现场取证执法警力不足问题，及时查处违停车辆，解决非现场手动抓拍取证易受人为因素影响问题。

Description

一种基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种违法停车自动检测抓拍的装置和方法，尤其涉及一种基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置和方法。

背景技术

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，城市机动车保有量迅猛增长，快速增长的停车需求与停车场地的供给不相适应，停车供需矛盾日益突出；同时因为机动车驾驶人的交通安全意识淡薄，机动车违法停车已成为城市顽疾，每年因违法停车造成的交通拥堵、汽车追尾等情况数以百万计，严重影响着城市的整体交通环境，而且会造成人民群众人身财产的损失。

如何规范驾驶员的开车行为，对违反停车的行为及时准确的进行取证查处，是创造良好城市交通环境、规范驾驶员停车行为、保证道路畅通安全的重要手段。

目前对违法停车的治理主要有现场取证执法和非现场手动抓拍取证执法两种方式。

对于现场取证执法方式，由于我国交通管理警力普遍不足，现场取证执法难以保证交通违法都能得到及时纠正查处、有效遏制。

对于非现场手动抓拍取证方式，需要监控人员通过视频进行远程监控，在发现有违法停车情况时，监控人员手动控制云台摄像机进行拉近、拍摄车辆，并予以人工识别车辆号牌，完成后手动恢复摄像机到预置位。随着道路管理的需要，违法停车监控点越来越多，监控人员工作负荷越来越大，工作的准确度依赖于监控人员自身的责任心、工作状态、身体精力状态等人的因素，存在效率低和人工成本高的问题。

发明内容

为了解决对违法停车现场执法警力不足和易受干扰影响的难题，本发明公开了一套城市道路违法停车一体化自动抓拍装置，前端自动跟踪球机内置智能分析算法，利用机器视觉代替人工视觉进行车辆目标提取、违章行为自动判定、自动跟踪放大、自动车牌识别，兼具机器连续工作优势和人类部分认知能力，准确、快速地对机动车违法停车行为进行检测记录。具体地，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置和方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置，该装置包括一个用于拍摄违法停车车辆的球机、光纤网络、WEB服务器、数据库服务器、视频存储设备以及客户端模块，其中，球机通过光纤网络与WEB服务器、数据库服务器以及视频存储设备通信，WEB服务器与客户端模块通信。

根据本发明的一个实施例，WEB服务器内包括违法停车审核模块。

根据本发明的一个实施例，球机包括高清视频成像模块、车辆检测模块、车辆定位模块、车辆跟踪模块、车牌识别模块、违法数据生成模块、违法短时录像生成模块。

根据本发明的一个实施例，车辆定位模块包括图像采集装置以及图像位置调整装置和放大倍率调节装置。

根据本发明的一个实施例，球机安装在L形检测杆上，球机与地面的距离为6-8米。

本发明的另一方面是提供一种基于单球机的违法停车自动检测抓拍的方法，该方法包括以下步骤：

1)利用球机内的高清视频成像模块进行图像采集；

2)将图像传递给车辆检测模块，车辆检测模块检测违停区域内有违停车辆，并且违停车辆停车时间超过第一预设个时间后，将图像传递给车辆定位模块；

3)车辆定位模块利用图像位置调整装置和放大倍率调节装置将图像采集区域调整至采集违停车辆的放大图片，并利用图像采集装置采集一张照片，照片上叠加时间、地点名称、方向，作为证据图片保存；

4)当车辆继续违停超过第二预设时间后，利用车辆定位模块的图像采集装置采集一张照片，作为第一张违停照片，照片上叠加时间、地点名称、方向，同时违法短时录像模块开始进行录像；

5)当车辆继续违停超过第三预设时间后，车辆定位模块利用图像位置调整装置和放大倍率调节装置将图像继续放大，并利用图像采集模块继续采集一张照片，照片上叠加时间、地点名称、方向，作为违停车辆的第二张违停照片；

6)当车辆继续违停超过第四预设时间后，车辆定位模块利用图像位置调整装置和放大倍率调节装置将图像继续放大，利用图像采集模块采集最后一张照片，照片上叠加时间、地点名称、方向，作为违停车辆的第三张违停照片，并利用车牌识别模块进行车牌识别，违法短时录像模块停止录像；

7)将一张证据照片和一段违法短时录像文件以及三张违法照片传递给违法数据生成模块，违法数据生成模块将三张违法照片合成，合成照片上叠加有违章信息记录；

8)违法数据生成模块通过光纤网络将包括照片和视频的违法数据传递给WEB服务器，WEB服务器利用数据审查模块进行审查，如果同一车辆在第五预设时间内、预设区域内存在重复的违停记录，则认为此违停纪录无效，否则视为有效数据；

9)在审查模块的审查结果无效时，球机回到检测预置位，在审查模块的审查结果有效时，将数据存入数据库服务器，将证据照片、违法短时录像、违法合成照片传递给视频存储服务器，待进一步的人工审核。

根据本发明的一个实施例，第一预设时间为5秒，第二预设时间为3分钟，第三预设时间为15秒，第四预设时间为15秒，第五预设时间为24小时。

根据本发明的一个实施例，违停照片上所叠加的时间精确到毫秒。

根据本发明的一个实施例，步骤7)中的违章信息记录包括交通违章日期、时间、地点、方向、图像取证设备编号、违法代码、违法行为、防伪信息的合成图片。

本发明的优点是：采用各个装置自动采集违法停车的信息，解决现场取证执法警力不足问题，及时查处违停车辆，解决非现场手动抓拍取证易受人的因素影响问题，可自由设定违停时长规则，采取证据照片、违法照片、违法短视频相结合的方式，提高了证据的可靠性，有效避免了执法争议，采用先进的背景建模与运动前景提取技术，支持复杂场景下的抓拍，避免了阴影、相机抖动带来的误检影响，采用了基于图像分析的车辆特征识别算法，对同一部违停车辆不会重复抓拍。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置的结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置的检测范围的示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置的现场布置的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置，其包括一个用于拍摄违法停车的车辆的球机、光纤网络、WEB服务器、数据库服务器、视频存储设备以及客户端，其中，WEB服务器内包括违法停车审核模块，球机通过光纤网络与WEB服务器、数据库服务器、视频存储设备通信，WEB服务器与客户端通信连接。

前端单球机独立完成违停检测、抓拍、车牌识别、数据上传到由服务器和管理客户端两个部分构成的中心管理装置等工作，中心管理装置进行统一数据管理。自动跟踪球机采集高清视频，内嵌高清视频成像模块、车辆检测模块、车辆定位模块、车辆跟踪模块、车牌识别模块、违法数据生成模块、违法短时录像生成模块，以及图像采集装置、图像位置调节装置、图像放大倍率调节装置，它的功能主要包括如下部分：视频成像，提供高清视频；车辆检测模块，检测违停车辆；车辆定位模块，定位违停车辆位置，控制球机进行跟踪放大；车辆跟踪模块，对违停车辆进行跟踪放大；车牌识别模块，对违停车辆的车牌号码进行自动识别；违法数据生成模块，负责生成和存储违章数据，并将数据通过光纤网络传输到中心管理装置；违法短时录像生成模块，对违停车辆拍摄一段违停小视频，并将数据通过光纤网络传输到中心管理装置。

中心管理装置，包括服务器和管理客户端两个部分：服务器是全网的集中管理存储中心，其包括WEB服务器和数据库服务器和视频存储设备，WEB服务器包括违停数据审核模块、处理器以及连接电路，用于集中管理全网的违停抓拍点，并将通过前端球机抓拍的全网的违停抓拍证据通信给存储设备，以供统计分析之用；数据库服务器用来保存全网违停取证设备的信息以及违停违法数据；存储设备用来保存全网违停取证设备所抓拍的违停照片和违法短视频；管理客户端是用户与整个装置的接口，多个用户可以通过不同客户端同时访问整个装置；中心管理装置的功能包括：实时视频监控：用户可以通过管理装置查看全网违停抓拍点的实时视频；设防控制：用户可以进行违停抓拍算法的设置、布防、撤防操作，甚至可以设置在某些时间段布防，而其它时间段则不设防，满足用户多样化的需求；违停查询：用户可以自定义条件查询违停告警，查看某条违停告警的告警图片和告警过程录像；告警导出：用户可以将违停告警导出为txt、html、excel等不同格式的报表。

该装置可以实现如下功能：

(1)违法停车自动取证功能

装置能对道路两旁禁停区域违停车辆进行检测和取证。可以根据用户的实际需求调整最大停车时限，当车辆在禁止停车区域停车在限定时间以上的，进行违章抓拍取证。一组取证信息包括不同时间段的三张全景图片(要求都能看清车牌)、以及一段违法过程录像，图片中叠加时间、地点、方向、设备编号、违法代码、违法行为、防伪码等信息。

(2)车牌自动识别功能

装置能够自动对违停车辆进行跟踪放大，自动识别车牌号码，减少人工识别输入车牌的工作，提高效率。

(3)查询统计及交通违法处理功能

装置可以对违法数据按时间、地点等方式进行查询统计；同时可以违法数据进行审核、修改、自动上传、人工标记等处理功能，实现交通违法事件的处理。

(4)自动校时功能

装置设计24h内的计时误差不超过1.0s，所有前端设备点位每日至少与监控中心装置时钟同步一次。

(5)网络远程维护功能

中心管理软件可以实时查看前端设备的运行状态，支持通过网络实现远程维护、远程设置和远程升级等功能。

(6)扩展前端声光报警提示及语言喊话功能

本装置的基础上，可以在前端球机接入喇叭和声光报警器实现以下扩展功能：a)可以在检测到的违法停车事件后，能够在监控中心管理软件上实现声音、语音、弹出图片等提示报警；b)可以触发前端的声光警和语音喊话功能，进行自动语音喊话提示和声光报警提示，提示声音可以录制语音提示或者声音提示；c)可以给前端声光报警器一个信号，进行声光提示，提示后方车辆减速慢行，以达到降低事故的目的；d)可以与大屏装置和报警装置联动，进行文字上墙报警和现场鸣笛报警和语音报警等功能。

本装置的性能具体如表1所示

表1

本发明的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置的架设要求如下：

图2-3显示了根据本发明的装置的的检测范围以及其架设示意图，其中架设的指导原则为便于本发明的装置有效地工作，最大化发挥出本发明的装置特征，监控有效面积最大化。为此，需尽量如下要求：

(1)为了防止该装置阻碍正常的道路畅通，或装置被人工破坏，机箱离地面的高度应高于1.8米，悬挂前端视频采集设备的立杆高度H在6米～8米之间；

(2)装置安装选址时，应尽可能把球机布局在拟检测区域的中心位置，让前端球机有效视角内看见违章车辆的车头或者车尾部分居多。俯视车辆或者侧面监控违停车辆，因几何上的遮挡关系，较难获得有效的车牌；

(3)由于装置的物理约束，存在一定面积的监控盲区。该区域的大小与前端视频采集装置的安装高度有直接的联系。换算公式为L1＝H*tan30°，L2为其检测的最远有效距离；

(4)监控区域应尽可能开阔，避开高的建筑目标或树木，以免遮挡球机视线，削弱装置的有效视野；球机投影位置到最远抓拍位置的有效距离L2为200米。

图4显示出根据本发明的一个实施例的基于单球机的违法停车自动检测抓拍工作模式的流程图；该方法主要包括以下步骤：1)利用球机内的高清视频成像模块进行图像采集；2)将所述图像传递给车辆检测模块，车辆检测模块检测违停区域内有违停车辆，并且违停车辆停车时间超过第一预设时间(如5秒)后，将图像传递给车辆定位模块；3)车辆定位模块利用图像位置调整装置和放大倍率调节装置将该违停车辆拉近，并利用图像采集装置采集一张照片，照片上叠加时间(精确到毫秒)、地点名称、方向，作为证据图片保存；4)当车辆继续违停超过第二预设时间(如3分钟)后，利用车辆定位模块的图像采集装置采集一张照片，作为第一张违停照片，照片上叠加时间(精确到毫秒)、地点名称、方向，同时违法短时录像模块开始进行录像；5)当车辆继续违停超过第三预设时间(如15秒)后，车辆定位模块利用图像位置调整装置和放大倍率调节装置将图像继续放大，并利用图像采集模块继续采集一张照片，照片上叠加时间(精确到毫秒)、地点名称、方向，作为违停车辆的第二张违停照片；6)当车辆继续违停超过第四预设时间(如15秒)后，车辆定位模块利用图像位置调整装置和放大倍率调节装置将图像继续放大，利用图像采集模块采集最后一张照片，照片上叠加时间(精确到毫秒)、地点名称、方向，作为违停车辆的第三张违停照片，并利用车牌识别模块进行车牌识别，违法短时录像模块停止录像；7)将一张证据照片和一段违法短时录像文件以及三张违法照片传递给违法数据生成模块，违法数据生成模块将三张违法照片合成，合成照片上叠加地点名称、方向、设备编号、违法代码、违法行为、防伪码；8)违法数据生成模块通过光纤网络将违法数据(包括照片和视频)传递给WEB服务器，WEB服务器利用数据审查模块，如果同一辆车在第五预设时间内(比如24小时)、预设区域内存在重复的违停记录，则认为此违停纪录无效，否则视为有效数据；9)在审查模块的审查结果无效时，球机回到检测预置位，在审查模块的审查结果有效时，将数据存入数据库服务器，将证据照片、违法短时录像、违法合成照片传递给视频存储服务器，待进一步的人工审核。

在对本发明的具体实施例进行了详细的介绍的同时，还可以发现与本发明相关的本领域内相似的多种可替代设计和由权利要求限定的实施例。

Claims (9)

1.一种基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置，其特征在于，所述装置包括一个用于拍摄违法停车车辆的球机、光纤网络、WEB服务器、数据库服务器、视频存储设备以及客户端模块，其中，所述球机通过光纤网络与所述WEB服务器、所述数据库服务器以及所述视频存储设备通信，所述WEB服务器与所述客户端模块通信。

2.根据权利要求1所述的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置，其特征在于，所述WEB服务器内包括违法停车审核模块。

3.根据权利要求1所述的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置，其特征在于，所述球机包括高清视频成像模块、车辆检测模块、车辆定位模块、车辆跟踪模块、车牌识别模块、违法数据生成模块、违法短时录像生成模块。

4.根据权利要求3所述的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置，其特征在于，所述车辆定位模块包括图像采集装置以及图像位置调整装置和放大倍率调节装置。

5.根据权利要求1所述的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的装置，其特征在于，所述球机安装在L形检测杆上，所述球机与地面的距离为6-8米。

6.一种基于单球机的违法停车自动检测抓拍的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)利用所述球机内的高清视频成像模块进行图像采集；

2)将所述图像传递给车辆检测模块，车辆检测模块检测违停区域内有违停车辆，并且违停车辆停车时间超过第一预设时间后，将所述图像传递给车辆定位模块；

3)车辆定位模块利用图像位置调整装置和放大倍率调节装置将图像采集区域调整至采集所述违停车辆的放大图片，并利用图像采集装置采集一张照片，照片上叠加时间、地点名称、方向，作为证据图片保存；

4)当车辆继续违停超过第二预设时间后，利用车辆定位模块的图像采集装置再采集一张照片，作为第一张违停照片，照片上叠加时间、地点名称、方向，同时违法短时录像模块开始进行录像；

5)当车辆继续违停超过第三预设时间后，车辆定位模块利用图像位置调整装置和放大倍率调节装置将图像继续放大，并利用图像采集模块继续采集一张照片，照片上叠加时间、地点名称、方向，作为违停车辆的第二张违停照片；

6)当车辆继续违停超过第四预设时间后，车辆定位模块利用图像位置调整装置和放大倍率调节装置将图像继续放大，利用图像采集模块采集最后一张照片，照片上叠加时间、地点名称、方向，作为违停车辆的第三张违停照片，并利用车牌识别模块进行车牌识别，违法短时录像模块停止录像；

7)将一张证据照片和一段违法短时录像文件以及三张违法照片传递给违法数据生成模块，违法数据生成模块将三张违法照片合成，合成照片上叠加有违章信息记录；

8)违法数据生成模块通过光纤网络将包括照片和视频的违法数据传递给WEB服务器，WEB服务器利用数据审查模块进行审查，如果同一车辆在第五预设时间内、预设区域内存在重复的违停记录，则认为此违停纪录无效，否则视为有效数据；

9)在所述审查模块的审查结果无效时，所述球机回到检测预置位，在所述审查模块的审查结果有效时，将数据存入数据库服务器，将证据照片、违法短时录像、违法合成照片传递给视频存储服务器，待进一步的人工审核。

7.根据权利要求6所述的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的方法，其特征在于，所述第一预设时间为5秒，所述第二预设时间为3分钟，所述第三预设时间为15秒，所述第四预设时间为15秒，所述第五预设时间为24小时。

8.根据权利要求6所述的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的方法，其特征在于，所述违停照片上所叠加的时间精确到毫秒。

9.根据权利要求6所述的基于单球机的违法停车自动检测抓拍的方法，其特征在于，所述步骤7)中的违章信息记录包括交通违章日期、时间、地点、方向、图像取证设备编号、违法代码、违法行为、防伪信息。