CN107527506A - 嵌入式雷达监测复合仪、以及雷达监测抓拍系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雷达测速监控方法和装置，雷达测速组件检测到有车辆通过时，激活拍摄组件进行拍照；并将拍摄组件拍摄所得照片与车道进行对应，从而实现雷达硬触发，其具有一车一速一原始图片的特点，不受强光、逆光、反光的影响，保证抓拍效果，不受白天、黑夜相互转换的时间段影响，不会漏拍，不受相邻车道经过车辆的车影干扰，不会乱拍图片；抓拍定位效率达到行业标准。
Description
技术领域
本发明涉及道路监控领域，更确切地说是一种嵌入式雷达监测设备、系统以及方法。
背景技术
随着经济的迅猛发展，汽车保有量急剧上升，带来的是交通拥堵、违规等各种现象高发，目前道路监控主要是道路交通状况电视监控、机动车违章抓怕、以及车流信息采集。
道路路况监控通常采用将监控点分布在车流、人流比较集中的城市道路交叉口、重点路段，通过图像或视频传输通道将路面交通情况实时上传到道路监控指挥中心，中心值班人员可以据此及时了解各区域路面状况，以便调整各路口车辆流量，确保交通通畅。可以实时监控路面信息，对监控路面车辆的违章情况能及时发现并安排处理道路交通事故等。视频监控的图像会保存到交通指挥中心的录像服务器上，作为处理交通事故、违规行为，甚至是治安犯罪等各种突发情况的取证依据。但是需要有值班人员始终观察传输的图像或视频，而且人工分辨哪些车辆违章、属于何种违章行为也会出现各种困难。
交通违章抓拍即电子警察，通常以数码相机和高清摄像头拍摄为主，对违章情况进行自动拍照录像等操作，后台进行车辆分析，将车牌号信息与车管所信息相比对，从而调出车辆的综合信息，如车主、车型、颜色等。但是在可见度很低的时候，如大雾、暴雨雪、黑夜条件下，抓拍系统往往无法发现车辆；另外，多辆车通过时，目前的抓拍系统无法实现逐个分辨，只能将多辆车同时拍照，而且必须拍摄大量照片才能进行对比分析哪些车辆违章、属于哪种违章行为。
交通信息收集系统的基础是交通信息数据的采集，近些年来交通信息采集的方式快速发展，在传统的微波雷达、视频、红外和环形感应线圈等方式的基础上，发展出现了浮动车交通信息采集、无人机交通信息采集等新方式，来实现交通信息的实时收集和判别，如：车流量、道路占用率、行车速度等。但是该系统不能便捷的进行违章车辆的鉴别。
发明内容
本发明提供了一种嵌入式雷达监测复合仪、雷达监测抓拍系统和方法，其可以解决现有技术中抓拍效果差、会存在漏拍、同时会乱拍图片、抓拍定位效率低等缺点。
本发明第一个方面是提供一种嵌入式雷达监测复合仪，包括摄像头、雷达探测仪，其中，雷达探测仪探测到车辆后激活摄像头进行抓拍。
其中，一个雷达探测仪可以激活一个或多个摄像头进行抓拍；或者一个摄像头可以由一个或多个雷达探测仪激活。
在本发明的一种优选实施例中，所述嵌入式雷达测速复合仪包括壳体，壳体正面设有窗口，摄像头通过窗口进行拍摄；所述雷达探测仪位于壳体内，或壳体外表面。
其中，所述雷达探测仪可以是位于壳体前端、后端、上部、下部、左侧或右侧，并优选为位于上部或下部，更优选为位于前端。
在更优选实施例中，雷达探测仪探测到车辆后，将信号发送给电路板，电路板将数据处理后发出信号激活摄像头。其中，电路板可以是位于壳体内。
在本发明的一种优选实施例中，所述嵌入式雷达监测复合仪还包括存储组件，其接收所述摄像头拍摄的照片，并将该照片进行存储。
在本发明的一种优选实施例中，所述嵌入式雷达监测复合仪还包括网络传输组件，其将所述摄像头拍摄的照片传送给存储组件。
在本发明的一种优选实施例中，所述嵌入式雷达监测复合仪还包括数据处理组件，其将所述摄像头拍摄的照片按车道进行切割，并将切割后的图片与车道进行对应。
在更优选实施例中，所述数据处理组件包括车道编号模块，对雷达探测仪的探测区域内的车道进行编号，摄像头拍摄范围按照不同车道号区域比例设定分割预设值，从而雷达探测仪探测到对应车道号内的车辆后，摄像头拍摄的照片按照预设值进行分割，获取该车道号对应的车辆照片。
在本发明的一种优选实施例中，所述嵌入式雷达监测复合仪壳体设有显示器和硬触发按键，硬触发按键可以直接驱动雷达探测仪和摄像头工作，并将雷达探测仪检测结果在所述显示器中显示。
在本发明的一种优选实施例中，所述嵌入式雷达监测复合仪壳体上包括一个或多个连接端子，用于连接外部摄像头、雷达探测仪、照明设备中的一种或几种。
本发明的一种优选实施例中，所述摄像头通过一个或多个雷达探测仪激活。其中，所述一个或多个摄像头可以是包括所述嵌入式雷达监测复合仪内的雷达探测仪。
在更优选实施例中，所述多个雷达探测仪分别设置一个地址编码，雷达探测仪发送五字节数据给处理芯片，包括引导字、地址编码、所探测物体速度上限和下限、以及校验位，处理芯片激活摄像头拍摄图片，并根据接收到的地址编码将拍摄的图片进行分割。
在本发明的一种优选实施例中，所述嵌入式雷达监测复合仪包括后台处理器，处理器设有后台显示器，所述摄像头通过所述网络传输组件将信息发送给处理器，所述处理器控制存储组件、数据处理组件和后台显示器。
本发明第二个方面是提供一种嵌入式雷达监测抓拍系统，包括安装架和位于所述安装架上的所述嵌入式雷达监测复合仪。
在本发明的一种优选实施例中，所述安装架可以是龙门架、桩架中的一种或几种。
本发明第三个方面是提供一种雷达监测抓拍方法，包括：
雷达探测仪发射雷达波形成发射波，发射波遇到物体后产生反射波；
雷达探测仪接收反射波，进行信号转换和处理，判断物体位置或移动速度；
雷达探测仪发出指令，激活摄像头进行抓拍。
在一种优选实施例中，所述方法还包括：
将雷达探测仪探测区域车道进行编号，将摄像头拍摄区域按照编号的车道划分预定比例，并根据所述预定比例设定分割拍摄区域；
雷达探测仪对物体所处车道编号进行判断，并将判断结果发送给处理器，在摄像头抓拍后，处理器将获得的图片按照所述预定比例进行分割，获得所对应车道编号的图片。
其中，所述物体优选为机动车，但也可以是非机动车。
其中，所述雷达监测抓拍系统、嵌入式雷达监测复合仪可以是在道路一侧，如位于道路一侧桩架上，也可以是在道路的上方，如位于交通龙门架上。
其中，所述雷达监测抓拍系统、嵌入式雷达监测复合仪可以是监测一个车道、或同时监测多个车道、或监测交叉路口。
其中，所述雷达监测抓拍系统、嵌入式雷达监测复合仪可以是监测一个方向的车辆、或正反两个方向的车辆。其中每一个雷达探测仪或摄像头都可以是监测一个方向或两个方向的车道和车辆。
其中，所述雷达监测抓拍可以是监测抓拍压线、停车、超速、逆行、闯红灯、变道等行为中的一种或多种。
本发明的优点是：本发明利用多普勒原理进行工作，当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射机率。如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。雷达硬触发的优势，一车一速一原始图片，不受强光、逆光、反光的影响，保证抓拍效果，不受白天、黑夜相互转换的时间段影响，不会漏拍，不受相邻车道经过车辆的车影干扰，不会乱拍图片；抓拍定位效率达到行业标准。
附图说明
图1是本发明雷达监测抓拍方法的流程示意图。
图2是本发明雷达监测抓拍系统的结构示意图。
图3是本发明雷达监测抓拍系统第一种应用示意图。
图4为本发明雷达监测抓拍系统第二种应用示意图。
图5为本发明雷达监测抓拍系统第三种应用示意图。
图6为本发明雷达监测抓拍系统第四种应用示意图。
图7为本发明雷达监测抓拍系统第五种应用示意图。
图8为本发明雷达监测抓拍系统第六种应用示意图。
图9为本发明雷达监测抓拍系统第七种应用示意图。
图10为本发明嵌入式雷达监测复合仪结构示意图。
图11为本发明嵌入式雷达监测复合仪前端外观结构示意图。
图12为本发明嵌入式雷达监测复合仪后端外观结构示意图；
图13为本发明雷达探测仪五字节数据模式示意图；
图14为雷达接收信号放大前(A)、后(B)对比图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种雷达测速监测方法，其包括以下步骤：
S100：雷达测速组件发射高频雷达波形成发射波，高频雷达波碰到移动的物体后产生反射波；
S200：雷达测速组件对反射的高频雷达波进行接收，反射波的频率与发射波的频率差和移动物体的速度成比例；
S300：反射波经过信号处理后将计算出的结果通过显示板显示出移动物体的速度；
S400：雷达测速组件检测到有车辆通过时，驱动拍摄组件进行拍照；
S500：将拍摄组件拍摄所得照片与车道进行对应。
本发明中的拍摄组件所拍摄的照片通过进行车道标注，并将该车道与照片的区域对应，从而将车道对应的车道信号与照片区域进行对应。拍摄组件所拍摄的照片根据对应的车道进裁切，并将裁切所得的照片通过车道分号器与车道进行一一对应。
图14A所示接收波经过信号放大电路、变频电路、A/D变换电路后送到DSP芯片处理，A/D转换器输入波形如图14B所示。最后DPS将计算出的结果通过显示板显示出移动物体的速度。对环境的光线进行检测，当环境光线低于设定阈值时，启动光线补充元器件，为拍摄组件补光。
如图2所示，本发明还公开了一种雷达测速监测系统，包括：
路口前端设备100，所述路口前端设备包括嵌入式雷达测速复合仪、网络传输组件，所述嵌入式雷达测速复合仪包括雷达测速组件101、拍摄组件102和照片处理存储组件103，且所述雷达测速组件发射高频雷达波，高频雷达波碰到移动的物体后产生反射，雷达测速组件对反射波进行接收，通过雷达波驱动拍摄组件进行拍照。
照片处理存储组件103，其接收所述拍摄组件拍摄的照片，并将该照片转换成数据信息然后对该数据信息进行存储；
网络传输组件104，其接收所述照片处理存储组件的数据信息，并将该数据信息进行传送。
数据处理组件200，其接收网络传输组件的数据信息，并对该数据信息进行处理并存储，将照片按车道进行切割，并将切割后的图片与车道进行对应。
拍摄组件所拍摄通过车道分号器进行车道分号，并将该车道与照片的区域对应，从而将车道对应的车道信号与照片区域进行对应。
路口前端设备还包括补光灯，通过对环境的光线进行检测，当环境光线低于设定阈值时，启动光线补充元器件，为拍摄组件补光，保证夜间的摄像效果。
本发明路口前端设备采用300万像素的智能一体拍摄组件，同时配备本地存储、窄波雷达、闪光灯等必备硬件单元。系统使用雷达触发技术，不仅保证对机动车的准确抓拍，还可实现对机动车车速的准确测量和对车流量的统计。前端数据存储则支持本地SD卡存储或路口智能控制主机分布存储方式。
对于通讯环境较好的项目，也可以采用SD卡本地存储集合中心集中存储的架构，以减少前端路口的设备节点，降低日常维护量。系统结构的简化减少了故障发生点，使系统运行更加稳定，安装调试更加简单，后期维护成本大幅度降低。
本发明利用多普勒原理进行工作，当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射机率。如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。雷达硬触发的优势，一车一速一原始图片，不受强光、逆光、反光的影响，保证抓拍效果，不受白天、黑夜相互转换的时间段影响，不会漏拍，不受相邻车道经过车辆的车影干扰，不会乱拍图片；抓拍定位效率达到行业标准。
本发明雷达连接串口调试显示的数据，为多输出数据的，不是硬触发；雷达连接拍摄组件，雷达辐射区域，拍摄组件视频区域，分开两个区域、不抓拍，不是硬触发；雷达连接拍摄组件，晚上使用，没有光源不抓拍的，不是硬触发。
本发明雷达监测抓拍系统第一种应用实施例如图3所示，在龙门架30上安装有嵌入式雷达监测复合仪1，嵌入式雷达监测复合仪1在第二车道，第一车道安装有常规的平板窄波雷达10，平板窄波雷达10与嵌入式雷达监测复合仪1傍边设有闪光灯辅助拍摄。本嵌入式雷达监测复合仪1中的雷达探测仪可以仅探测第二车道的车况，第一车道由平板窄波雷达10进行探测。
本应用实施例中仅设置一个摄像头，位于本发明嵌入式雷达监测复合仪1壳体内，其拍摄范围覆盖第一和第二车道，按照角度，对摄像头拍摄范围进行第一车道和第二车道的部分进行划分，该划分比例设定后保持恒定，如果车道发生变化，或摄像头拍摄范围发生变化，则重置该划分比例。雷达探测发现车辆后，激活嵌入式雷达监测复合仪1中的摄像头，进行拍照。摄像头判断信号来自第一或第二车道的雷达，然后根据上述比例，对图像进行划分，保留第一车道或第二车道的图片部分。
本发明雷达监测抓拍系统第二种应用实施例如图4所示，在龙门架30上安装有嵌入式雷达监测复合仪1，嵌入式雷达监测复合仪1在第二车道102，第一车道101和第三车道103安装有常规的平板窄波雷达10，平板窄波雷达10与嵌入式雷达监测复合仪1傍边设有闪光灯辅助拍摄。本嵌入式雷达监测复合仪1中的雷达探测仪可以仅探测第二车道102的车况，第一车道101和第三车道103由平板窄波雷达10进行探测。
本应用实施例中仅设置一个摄像头，位于本发明嵌入式雷达监测复合仪1壳体内，其拍摄范围覆盖第一至第三车道，按照角度，对摄像头拍摄范围进行第一车道、第二车道和第三车道的部分进行划分。雷达探测发现车辆后，激活嵌入式雷达监测复合仪1中的摄像头，进行拍照。摄像头判断信号来自第一、第二或第三车道的雷达，然后根据上述比例，对图像进行划分，保留第一、第二或第三车道的图片部分。
本发明雷达监测抓拍系统第三种应用实施例如图5所示，在龙门架30上安装有四个嵌入式雷达监测复合仪1，每一个嵌入式雷达监测复合仪1监测一个车道。每一个嵌入式雷达监测复合仪1部设有一个雷达探测器和一个摄像头，雷达探测器发现有车辆后，激活其嵌入式雷达监测复合仪1内的摄像头，进行拍照。
本发明雷达监测抓拍系统第四种应用实施例如图6所示，在龙门架30上安装有一个嵌入式雷达监测复合仪1，嵌入式雷达监测复合仪1在两个车道之间。
嵌入式雷达监测复合仪1设有一个雷达探测器和一个摄像头，雷达探测器探测范覆盖第一和第二车道，摄像头的拍摄范围覆盖第一和第二车道，由于摄像头位于两个车道中间，因此，可以将摄像头拍摄范围预设按照50％比例进行划分。雷达探测发现车辆后，激活嵌入式雷达监测复合仪1中的摄像头，进行拍照。雷达探测器在激活摄像头时，同时发送车道号，摄像头判断信号来自第一或第二车道，然后根据上述比例，对图像进行划分，保留所对应车道的图片部分。
本发明雷达监测抓拍系统第五种应用实施例如图7所示，在前后龙门架30上安装有嵌入式雷达监测复合仪1，分别监测两个方向。
本发明雷达监测抓拍系统第六种应用实施例如图8所示，在道路边上设置有一个嵌入式雷达监测复合仪1，嵌入式雷达监测复合仪1设有一个雷达探测器和一个摄像头，雷达探测器探测范覆盖第一至第四车道，摄像头的拍摄范围覆盖第一至第四车道，按照角度，将摄像头拍摄范围进行划分四份，每一份对应于一个车道。雷达探测器在激活摄像头时，同时发送车道号，摄像头判断信号来自哪一车道，然后根据上述比例，对图像进行划分，保留所对应车道的图片部分。
该应用实施例中，雷达探测器可以同时监测是个车道两个方向的车辆。
本发明雷达监测抓拍系统第七种应用实施例如图9所示，在道路中设置有一个嵌入式雷达监测复合仪1，嵌入式雷达监测复合仪1设有一个雷达探测器和一个摄像头，雷达探测器探测范覆盖第一至第二车道，监测其中一个方向的车辆，摄像头的拍摄范围覆盖第一至第二车道，按照角度，将摄像头拍摄范围进行划分两份，每一份对应于一个车道。雷达探测器在激活摄像头时，同时发送车道号，摄像头判断信号来自第一或第二车道，然后根据上述比例，对图像进行划分，保留所对应车道的图片部分。
参照图10-12，嵌入式雷达监测复合仪1包括上壳体21和下壳体22，上壳体21与下壳体22之间形成空腔，摄像头3置于所述空腔内，空腔前端下垂，放置雷达探测器4，前端设有窗口23，摄像头3对准窗口23用于拍摄。
电路板5位于空腔内，下壳体22底部设有多个连接端子6，连接端子连接到电路板上，电路板与摄像头3和雷达4连接。连接端子可以用来连接外部其他车道上的闪光灯、平板窄波雷达等。相关车道雷达探测到车辆，信号通过相应的连接端子6发送给电路板5，或者本身的雷达探测器直接发送信号给电路板，激活摄像头2，同时电路板5通过相应的连接端子发送信号给闪光灯，拍照的同时，闪光灯开启。
本发明摄像头可以由多个雷达探测仪器激活，例如嵌入式雷达监测复合仪内的雷达探测仪，或者另外安装的雷达探测仪，例如，外部平板窄波雷达可以分别通过各自多个连接端子6和电路板连接到摄像头3，参照图13，各个雷达探测仪分别赋予一个雷达接入编号代码，如01-04号雷达，探测到物体后，形成一个五字节数据模型，五字节数据依次包括引导字、雷达接入编号、最大速度(速度高位)、最小速度(速度低位)以及最后一位校验位。电路板接收到五字节数据模型解析各个字节所代表的含义，并根据解析结果激活摄像头、和/或分割拍摄的图像。
参照图12，在嵌入式雷达监测复合仪1下垂部分的后侧，还设有硬触发按钮和显示器，硬触发按钮被启动后，雷达探测车辆速度，并将速度数据发送给显示器。可以用来便捷的进行设备有效性和准确性的测试。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (19)
1.一种嵌入式雷达监测复合仪，其特征在于，包括摄像头、雷达探测仪，其中，雷达探测仪探测到车辆后激活摄像头进行抓拍。
2.根据权利要求1所述的嵌入式雷达监测复合仪，其特征在于，一个摄像头由一个或多个雷达探测仪激活。
3.根据权利要求1或2所述的嵌入式雷达监测复合仪，其特征在于，雷达探测仪探测到车辆后，将信号发送给电路板，电路板将数据处理后发出信号激活摄像头。
4.根据权利要求1所述的嵌入式雷达监测复合仪，其特征在于，所述嵌入式雷达监测复合仪壳体内包括一个摄像头、和一个雷达探测仪，壳体上包括一个或多个连接端子，用于连接外部摄像头、雷达探测仪、照明设备中的一种或几种；壳体正面设有窗口，摄像头通过窗口进行拍摄。
5.根据权利要求1所述的嵌入式雷达监测复合仪，其特征在于，所述嵌入式雷达监测复合仪还包括存储组件，其接收所述摄像头拍摄的照片，并将该照片进行存储。
6.根据权利要求1所述的嵌入式雷达监测复合仪，其特征在于，所述嵌入式雷达监测复合仪还包括网络传输组件，其将所述摄像头拍摄的照片传送给存储组件。
7.根据权利要求1所述的嵌入式雷达监测复合仪，其特征在于，所述嵌入式雷达监测复合仪还包括数据处理组件，其将所述摄像头拍摄的照片按车道进行切割，并将切割后的图片与车道进行对应。
8.根据权利要求7所述的嵌入式雷达监测复合仪，其特征在于，所述数据处理组件包括车道编号模块，对雷达探测仪的探测区域内的车道进行编号，摄像头拍摄范围按照不同车道号区域比例设定分割预设值，从而雷达探测仪探测到对应车道号内的车辆后，摄像头拍摄的照片按照预设值进行分割，获取该车道号对应的车辆照片。
9.根据权利要求1所述的嵌入式雷达监测复合仪，其特征在于，所述嵌入式雷达监测复合仪壳体设有显示器和硬触发按键，硬触发按键可以直接驱动雷达探测仪和摄像头工作，并将雷达探测仪检测结果在所述显示器中显示。
10.根据权利要求1所述的嵌入式雷达监测复合仪，其特征在于，所述嵌入式雷达监测复合仪包括后台处理器，处理器设有后台显示器，所述摄像头通过所述网络传输组件将信息发送给处理器，所述处理器控制存储组件、数据处理组件和后台显示器。
11.一种嵌入式雷达监测抓拍系统，其特征在于，包括安装架和位于所述安装架上的权利要求1所述嵌入式雷达监测复合仪。
12.根据权利要求1所述嵌入式雷达监测抓拍系统，其特征在于，所述安装架选自龙门架、桩架中的一种或几种。
13.一种雷达监测抓拍方法，其特征在于，包括：
雷达探测仪发射雷达波形成发射波，发射波遇到物体后产生反射波；
雷达探测仪接收反射波，进行信号转换和处理，判断物体位置或移动速度；
雷达探测仪发出指令，激活摄像头进行抓拍。
14.根据权利要求13所述雷达监测抓拍方法，其特征在于，所述方法还包括：将雷达探测仪探测区域车道进行编号，将摄像头拍摄区域按照编号的车道划分预定比例，并根据所述预定比例设定分割拍摄区域；
雷达探测仪对物体所处车道编号进行判断，并将判断结果发送给处理器，在摄像头抓拍后，处理器将获得的图片按照所述预定比例进行分割，获得所对应车道编号的图片。
15.根据权利要求13所述雷达监测抓拍方法，其特征在于，至少一所述雷达探测仪与摄像头集成于嵌入式雷达监测复合仪内。
16.根据权利要求14所述雷达监测抓拍方法，其特征在于，所述嵌入式雷达监测复合仪位于道路的路边、道路上方中的任意一种或几种。
17.根据权利要求16所述雷达监测抓拍方法，其特征在于，所述嵌入式雷达监测复合仪位于交通龙门架上。
18.根据权利要求16所述雷达监测抓拍方法，其特征在于，所述嵌入式雷达监测复合仪监测一个车道、或同时监测多个车道、或监测交叉路口。
19.根据权利要求16或19所述雷达监测抓拍方法，其特征在于，所述嵌入式雷达监测复合仪监测一个方向的车辆、或正反两个方向的车辆。
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