CN202948559U - 一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，包括：摄像机、雷达、辅助光源、前端控制单元和机房设备，摄像机分别与雷达、辅助光源和前端控制单元相连，前端控制单元通过以太网与机房设备相连。当系统正常工作时，摄像机进行车辆视频检测、录像及图片抓拍，雷达检测车辆的行驶速度，若车辆超速则由雷达启动摄像机进行超速抓拍取证。摄像机与雷达均可实现对车辆检测与测速，当其中一种失效时可自动切换到另一种方式，实现视频与雷达检测的冗余热备份。本实用新型解决了线圈检测方式施工及维护困难、视频检测方式测速不准及抓拍准确率不高的技术缺陷，并提供了对路面的实时录像功能。

Description

一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统

技术领域

本实用新型涉及一种卡口系统，尤其是涉及一种应用于车辆视频与雷达检测的非接触式冗余热备卡口系统。

背景技术

在现有技术中，卡口系统对经过监控区域之内路面的每一辆机动车，进行连续全天候实时24小时不间断、无遗漏的记录，对拍摄的图像进行自动识别，并自动记录车辆的车牌颜色、车牌号码、行驶方向、车速、经过时间等各种参数，自动采集保存车辆图像；能进行车辆动态布控，对被盗抢、违法未处理、肇事逃逸、报废等“黑名单”车辆进行监测和报警。

目前的公路车辆视频与雷达检测的冗余热备卡口系统主要存在的问题有如下几点：

（1）现有视频与雷达检测的冗余热备卡口系统的检测方式一般采用线圈检测，其优点是测速准确，但存在施工困难、容易损坏（重载车辆损坏路面、鼠咬或路面热胀冷缩等原因导致线圈损坏）、维护困难等缺点；鉴于上述缺点，也有采用视频检测的公路车辆视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，但存在没有相关行业标准、测速不准等缺点，若单纯采用雷达车辆检测与测速，存在车辆捕获率不高的缺点。

（2）一般的公路车辆视频与雷达检测的冗余热备卡口系统只记录静态照片，不能对监测道路进行24小时实时监测。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，该系统解决了线圈检测方式施工及维护困难、视频检测方式测速不准及抓拍准确率不高的技术缺陷，并提供了对路面的实时录像功能。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型具体提供了一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统的技术实现方案，一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，包括：摄像机、雷达、辅助光源、前端控制单元和机房设备，摄像机分别与雷达、辅助光源和前端控制单元相连，前端控制单元通过以太网与机房设备相连。系统通过摄像机或雷达进行车辆的检测与测速，实现视频与雷达检测的冗余热备份。

作为本实用新型一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统技术方案的进一步改进，当系统正常工作时，摄像机进行车辆视频检测、录像及图片抓拍，雷达检测车辆的行驶速度。若车辆超速则由雷达启动摄像机进行超速抓拍取证。当系统发生故障时，摄像机或雷达实现对车辆检测与测速。当摄像机视频车辆检测或雷达车辆测速中任一种方式失效时，车辆检测与测速自动切换到另一种方式，实现视频与雷达检测的冗余热备份。

作为本实用新型一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统技术方案的进一步改进，辅助光源自动检测外部光线环境，提供拍照辅助光源，接收摄像机的闪光控制信号。前端控制单元实现视频检测录像及抓拍图片的存储和处理，并提供GPS设备授时信息。机房设备对前端控制单元传输的抓拍图片进行合成、存储、处理和分析。

作为本实用新型一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统技术方案的进一步改进，摄像机对路面进行不间断视频录像，当摄像机捕捉到车辆后，摄像机启动拍照过程。摄像机采用200万及以上高清CCD摄像机。

作为本实用新型一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统技术方案的进一步改进，雷达采用窄带雷达，雷达检测车辆速度、行驶方向，并提供车辆跟踪定位信息，通过通信接口将捕捉到的车辆信息输出至摄像机，由摄像机将车辆速度、行驶方向和车辆跟踪定位信息叠加到抓拍图片上，当雷达检测到车辆超速时，触发摄像机抓拍图片。雷达安装在摄像机的护罩内。

作为本实用新型一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统技术方案的进一步改进，辅助光源采用智能频闪光源模块，辅助光源由一盏灯实现补光和闪光或者由一盏灯补光，另一盏灯闪光，辅助光源采用防眩光闪光灯。

作为本实用新型一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统技术方案的进一步改进，前端控制单元包括处理器、存储设备、GPS、网络设备和电源。存储设备、GPS和网络设备均与处理器相连，电源为处理器、存储设备、GPS和网络设备提供电源。前端控制单元实现抓拍图片及视频录像的存储、网络传输、GPS授时。

作为本实用新型一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统技术方案的进一步改进，摄像机采用两台子摄像机，一台子摄像机完成视频检测，另一台子摄像机完成图片抓拍。

通过实施上述本实用新型一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统的技术方案，具有以下技术效果：

（1）克服了线圈检测方式施工、维护困难等缺点；

（2）克服了视频检测方式没有相关行业标准、测速不准等缺点；

（3）克服了雷达检测方式容易受干扰的缺点；

（4）综合利用了视频车辆检测与雷达测速的优点，并利用视频行为跟踪技术提高了车辆检测的准确率，利用雷达测速技术，提高了速度测量的精度；

（5）视频检测与雷达检测互为备份，当一种检测方式失效时，可自动切换到另外一种模式，提高了系统可靠性；

（6）具备24小时动态录像及视频回放功能，可对所监测路面全程监视，防止设备人为损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型视频与雷达检测的冗余热备卡口系统一种具体实施方式的拓扑结构图。 

图2是本实用新型视频与雷达检测的冗余热备卡口系统前端控制单元一种具体实施方式的结构框图。

图3是应用于本实用新型视频与雷达检测的冗余热备卡口系统一种具体实施方式的程序流程图。

图中：1-摄像机，2-雷达，3-辅助光源，4-前端控制单元，5-机房设备，41-处理器，42-存储设备，43-GPS，44-网络设备，45-电源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如附图1至附图3所示，给出了本实用新型一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如附图1所示一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统的具体实施方式，包括：摄像机1、雷达2、辅助光源3、前端控制单元4和机房设备5。摄像机1分别与雷达2、辅助光源3和前端控制单元4相连。前端控制单元4通过以太网与机房设备5相连。系统采用视频检测与雷达测速相组合的方式。在正常情况下，摄像机1实现车辆视频检测、录像及图片抓拍功能，雷达2检测车辆行驶速度，若车辆超速则自动启动超速抓拍取证。摄像机1与雷达2均可实现对车辆检测与测速，当其中一种方式失效时可自动切换到另一种方式，实现视频与雷达检测的冗余热备份功能，提高可靠性。

在系统正常模式下，摄像机1进行车辆视频检测、录像及图片抓拍，雷达2检测车辆的行驶速度，若车辆超速则由雷达2启动摄像机1进行超速抓拍取证。在系统故障模式下，摄像机1或雷达2实现对车辆检测与测速，当摄像机视频车辆检测触发或雷达车辆测速中任一种方式失效时，车辆检测与测速自动切换到另一种方式，实现视频与雷达检测的冗余热备份。在正常工作情况下，由摄像机1进行车辆视频检测，雷达2进行车辆的超速检测，当摄像机1识别运动目标为车辆，雷达2检测车辆超速时，由雷达2触发摄像机1启动拍照过程。当摄像机1触发方式失效时，由雷达2实现车辆检测和超速检测，雷达2触发摄像机1启动拍照过程。当雷达2触发方式失效时，由摄像机1实现车辆检测和超速检测，摄像机1自行触发启动拍照过程。摄像机1或雷达2均内置有具有处理和计算功能的处理器，如DSP（Digital Signal Processer，数字信号处理器）等。车辆识别与车辆测速过程包括车辆识别检测和车辆超速检测两个过程。正常工作模式下，由摄像机1检测路面车辆进入，而由雷达2进行测速和超速检测。在摄像机1车辆检测功能失效（拍照功能正常）时，由雷达2进行车辆检测和超速检测。雷达2根据目标物体反射回波计算出目标物体的大小、运动速度，以及运动方向等信息，并根据这些信息进行车辆识别。当雷达2失效时，由摄像机1实现车辆速度检测、车辆跟踪识别、以及车辆超速检测。摄像机1采集图像帧，按照图像目标识别、模式识别，以及根据图像计算移动物体实际运行速度等一系列数字图像处理方法进行处理，从而实现车辆检测和超速检测功能。

辅助光源3自动检测外部光线环境，提供拍照辅助光源，接收摄像机1的闪光控制信号。前端控制单元4实现视频检测录像及抓拍图片的存储和处理，并提供GPS设备授时信息及设备管理等功能。机房设备5对前端控制单元4传输的抓拍图片进行车牌识别、合成、存储、处理和分析，同时对识别的车管中心数据库比对，并上传违法数据等。采用视频检测，能够提高目标的识别率和捕获率，准确性高。而采用雷达测速方式，可以提高测速过程的准确性和精确度。本实用新型将视频检测和雷达测速结合起来形成热冗余双备份，可以在提高检测的精确度、车辆的识别率和捕获率的基础上提高基于雷达与视频检测的车辆智能监测记录系统工作的稳定性和可靠性。同时采用摄像机1不间断录像，可以保证在设备破坏之前进行录像，从而录下未抓拍的车辆。

摄像机1进一步采用高清摄像机，高清摄像机还进一步内置有具有计算、处理和控制功能的处理器，实现轨迹跟踪、目标检测、行为识别等一系列计算处理和控制功能。由摄像机1实时监控路面状态，实现视频检测、录像及图片抓拍，对路面进行24小时不间断视频录像。摄像机1采用行为跟踪方式识别目标车辆，而不是传统的虚拟线圈检测方式。传统的虚拟线圈检测方式当检测到有物体通过“虚拟线圈”时即启动拍照，这种方式识别率低、易受光线、天气及环境等外界影响，如当有云、人群或动物等物体经过时，也易将其识别为车辆，目标捕获率低。而本实用新型使用的行为跟踪方式为：摄像机1采集图像的视频帧，通过车道背景模型、背景差分等算法捕捉移动物体，并通过与设定的车辆模型、参数、行为属性等比较，当判断为车辆后，一旦车辆进入设定区域，摄像机1启动拍照过程。摄像机1输出闪光灯控制信号，控制闪光灯闪光，并接受雷达2的控制信号。当雷达2输出抓拍控制信号时对车辆进行抓拍，将车辆速度等相关信息叠加到图片。因此本实用新型使得车辆识别的准确性进一步提高，抗干扰能力增强。通过行为跟踪，可避免误拍，提高准确率。同时，通过不间断录像可以防止漏拍，并且可对设备进行保护，避免因人为或意外损坏设备无法查询的现象。

摄像机1具体采用200万及以上高清CCD摄像机。摄像机1实时监控路面状态，对路面进行24小时不间断视频录像，当出现移动物体时对其进行目标跟踪、行为识别，一旦判定该移动物体为车辆后即启动摄像机1进行拍照。摄像机1输出闪光灯控制信号，使其闪光，同时接受雷达2的控制信号。当雷达2输出抓拍控制信号时对车辆进行抓拍，并将车辆速度等相关信息叠加到图片。通过行为跟踪，可避免误拍，提高准确率。通过不间断录像可以防止漏拍，并且可对设备进行保护，避免因人为或意外损坏设备无法查询的现象。摄像机1一般由一台高清摄像机完成，也可由两台摄像机实现，一台检测，另一台抓拍。通过应用本实用新型技术方案，车辆图像捕获率大于99%，捕获机动车图像信息和驾驶人信息，图像能够清晰辨认车辆类型、车身颜色、所处位置，有完整的车头信息，包括完整的号牌，可清晰辨别号牌颜色。摄像机1可以具体采用如南车时代TE-VMR-201模块等包括摄像机组件、内置处理器和控制电路等在内的一体化通用模块。

雷达2采用窄带雷达，使用窄带雷达能够提高识别的准确性和测速的精确度。窄带雷达安装在摄像机1的护罩内，雷达2检测车辆速度、行驶方向，并提供车辆跟踪定位信息，通过通信接口将捕捉到的车辆信息输出至摄像机1，由摄像机1将车辆速度、行驶方向和车辆跟踪定位信息叠加到抓拍图片上。当雷达2检测到车辆超速时，触发摄像机1抓拍图片。雷达2还进一步内置有具有计算、处理和控制功能的处理器，实现车辆速度计算、行驶方向判断，并提供车辆跟踪定位信息，传输捕捉到的车辆信息等一系列计算处理和控制功能。雷达2实现检测车辆速度、行驶方向。雷达2还提供车辆跟踪定位等功能，由微处理器控制。雷达2通过串口、以太网等通信接口将捕捉到的车辆信息输出到摄像机1，由摄像机1将上述信息叠加到拍摄的图片上，当检测到车辆超速时可触发摄像机1拍摄两张照片。雷达2可以具体采用如南车时代TE-VMR-203模块等包括雷达组件、内置处理器和控制电路等在内的一体化通用模块。

辅助光源3，辅助光源3采用智能频闪技术，由光敏器检测外部光线环境。辅助光源3由一盏灯实现补光和闪光或者由一盏灯补光，另一盏灯闪光，辅助光源3同时具有防止眩光功能。当光线不足时自动补光，由于辅助光源3采用非炫目式补光技术设计，通过微处理器自动控制放电时序，把闪光最强能量在极短的时间释放出来并截断无效放电时间，有效的同步补光，从而解决了智能频闪灯的寿命问题和对驾乘人员的影响问题。辅助光源3由摄像机1触发，一旦摄像机1检测到有车辆进入设定区域即给出触发信号，触发闪光灯，然后摄像机1对车辆进行拍照满足抓拍、取证要求。辅助光源3可以具体采用如南车时代TE-VMR-108模块等类型的一体化通用模块。

前端控制单元4，前端控制单元4实时读取摄像机1录像及图片，实现抓拍图片或录像的存储及传输以便网络不通时临时保存，前端控制单元4安装有GPS设备，可对系统进行授时，以便所有设备时钟统一。亦可进行信息的读取与合成、远程设备管理与诊断报警、电源管理等功能。前端控制单元4可以具体采用如南车时代TE-VMR-204模块等类型的一体化通用模块。

机房设备5安装有后台服务器、数据库及公路车辆智能监测记录系统管理平台，通过工作站可对抓拍图片进行合成、存储、处理，实现对抓拍车牌进行识别和处理等功能，对黑名单车辆进行报警、布控，对超速等违法车辆将相关信息录入违法库。

如附图2所示，视频与雷达检测的冗余热备卡口系统的前端控制单元4进一步包括：处理器41、存储设备42、GPS43、网络设备44和电源45。存储设备42、GPS43和网络设备44均与处理器41相连。电源45为处理器41、存储设备42、GPS43和网络设备44提供电源。前端控制单元4实现抓拍图片及视频录像的存储、网络传输、GPS授时。

本实用新型一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统在高清的摄像机1实现图像抓拍功能情况下，可能因外界或内部某些因素导致视频车辆检测功能失效。因此，利用本实用新型一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统进行车辆智能监测记录的方法的流程图如附图3所示，包括如下步骤：

S10：摄像机1对路面进行实时录像检测；

S11：前端控制单元4（也可以由一个独立的控制单元完成）判定视频分析功能、雷达测速功能是否正常；

S12：前端控制单元4（也可以由一个独立的控制单元完成）选择车辆检测和车辆测速方式；

S120：当视频分析功能、雷达测速功能正常时，前端控制单元4（也可以由一个独立的控制单元完成）采用视频车辆检测、雷达测速方式；

S121：若视频分析功能、雷达测速功能不正常，而雷达车辆检测与雷达测速功能正常时，前端控制单元4（也可以由一个独立的控制单元完成）采用雷达车辆检测、雷达测速方式；

S122：若雷达车辆检测与雷达测速功能不正常，而视频分析与视频测速功能正常时，前端控制单元4（也可以由一个独立的控制单元完成）采用视频车辆检测、视频测速方式；

S123：若视频分析与视频测速功能不正常，前端控制单元4（也可以由一个独立的控制单元完成）上报一级故障，程序结束；

S13：当检测到有车辆进入，前端控制单元4（也可以由一个独立的控制单元完成）抓拍第一张图片；

S14：前端控制单元4（也可以由一个独立的控制单元完成）判断车辆是否超速，车辆超速时抓拍第二张图片；

S15：前端控制单元4（也可以由一个独立的控制单元完成）对抓拍图片及录像信息进行处理、存储和传输；

S16：机房设备5中的后台服务器接收前端控制单元4传输的抓拍图片及录像信息，并进行信息的处理和存储，程序结束。

摄像机1对路面进行实时录像检测，当出现移动物体时对其进行跟踪和行为识别，判定该移动物体为车辆后，一旦车辆进入设定区域时，即启动摄像机1进行拍照，摄像机1同时向辅助光源3输出闪光灯控制信号，抓拍第一张图片。摄像机1同时接收雷达2的控制信号，当雷达2检测到车辆超速，则输出抓拍控制信号对车辆进行拍照，抓拍第二张图片，并将车辆速度信息叠加到图片中。

雷达2检测车辆速度、行驶方向，并提供车辆跟踪定位信息，雷达2通过包括串口通信或以太网通信在内通信接口将捕捉到的车辆信息输出至摄像机1，由摄像机1将包括车辆速度或行驶方向或车辆跟踪定位在内的信息叠加到抓拍的图片上，当检测到车辆超速时，触发摄像机1抓拍两张图片。

辅助光源3采用智能频闪方式，由光敏器检测外部光线环境，当光线不足时由辅助光源3自动补光，辅助光源3由摄像机1触发，一旦摄像机1检测到有车辆进入设定区域即给出触发信号，触发辅助光源3的闪光灯，由摄像机1对车辆进行拍照。

前端控制单元4实时读取摄像机1的视频录像及抓拍图片，实现视频录像或抓拍图片的存储及传输，前端控制单元4的GPS43对车辆智能监测记录系统进行授时。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。 

Claims (8)

1.一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，其特征在于，包括：摄像机（1）、雷达（2）、辅助光源（3）、前端控制单元（4）和机房设备（5），所述摄像机（1）分别与雷达（2）、辅助光源（3）和前端控制单元（4）相连，所述前端控制单元（4）通过以太网与机房设备（5）相连；卡口系统通过摄像机（1）或雷达（2）进行车辆的检测与测速，实现视频与雷达检测的冗余热备份。

2.根据权利要求1所述的一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，其特征在于：所述辅助光源（3）自动检测外部光线环境，提供拍照辅助光源，接收摄像机（1）的闪光控制信号；所述前端控制单元（4）实现视频检测录像及抓拍图片的存储和处理，并提供GPS设备授时信息；所述机房设备（5）对前端控制单元（4）传输的抓拍图片进行合成、存储、处理和分析。

3.根据权利要求1或2所述的一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，其特征在于：所述雷达（2）采用窄带雷达，雷达（2）检测车辆速度、行驶方向，并提供车辆跟踪定位信息，通过通信接口将捕捉到的车辆信息输出至摄像机（1），由摄像机（1）将车辆速度、行驶方向和车辆跟踪定位信息叠加到抓拍图片上，当雷达（2）检测到车辆超速时，触发摄像机（1）抓拍图片。

4.根据权利要求3所述的一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，其特征在于：所述雷达（2）安装在摄像机（1）的护罩内。

5.根据权利要求1、2、4中任一权利要求所述的一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，其特征在于：所述辅助光源（3）采用智能频闪光源模块，辅助光源（3）由一盏灯实现补光和闪光或者由一盏灯补光，另一盏灯闪光，所述辅助光源（3）采用防眩光闪光灯。

6.根据权利要求5所述的一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，其特征在于：所述前端控制单元（4）包括处理器（41）、存储设备（42）、GPS（43）、网络设备（44）和电源（45），所述存储设备（42）、GPS（43）和网络设备（44）均与处理器（41）相连，所述电源（45）为处理器（41）、存储设备（42）、GPS（43）和网络设备（44）提供电源；前端控制单元（4）实现抓拍图片及视频录像的存储、网络传输、GPS授时。

7.根据权利要求1、2、4、6中任一权利要求所述的一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，其特征在于：所述摄像机（1）采用200万及以上高清CCD摄像机。

8.根据权利要求7所述的一种视频与雷达检测的冗余热备卡口系统，其特征在于：所述摄像机（1）采用两台子摄像机，一台子摄像机完成视频检测，另一台子摄像机完成图片抓拍。

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