CN208424616U - 一种可靠的高清视频高速公路监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可靠的高清视频高速公路监控系统，包括车道摄像机、亭内摄像机、仪容监控摄像机、高清视频字符动态叠加器和车道控制器。该高清视频字符动态叠加器通过串口方式与所述车道控制器连接，接收车道控制器的收费文本信息并将其解析为有效文本信息，高清视频字符动态叠加器通过模拟视频BNC接口与车道控制器的视频输入口连接，高清视频字符动态叠加器通过网络接口分别与车道摄像机、亭内摄像机、仪容监控摄像机互联互通，三种摄像机通过网络接口与外部的视频监控系统连接。本实用新型通过采用自诊断、自复位的硬件设计，提高了叠加器自诊断能力和自恢复能力，使得叠加器具有更高可靠性，有效减少了维护成本。

Description

一种可靠的高清视频高速公路监控系统

技术领域

本实用新型属于智能交通技术领域，具体涉及一种可靠的高清视频高速公路监控系统。

背景技术

随着高清视频技术的飞速发展，对高速公路进行高清视频改造成为大势所趋。具体而言，就是用高清网络摄像机替换模拟摄像机，用高清视频字符叠加器替换模拟视频叠加器。由于需要保持收费零误差的稳定性，车道控制器不需要改造，因此高清视频字符叠加器不仅需要接入高清网络摄像机，而且需要兼容车道控制器。目前，业界的解决方案主要有两种：一是串口方式接收车道控制器的收费信息，然后通过网络协议对高清网络摄像机的网络视频和模拟视频进行配置，最后在视频上叠加收费信息；二是串口方式接收车道控制器的收费信息，对高清网络摄像机的网络视频解压缩，对解压缩后的视频叠加收费信息，再编码处理输出叠加收费信息的网络视频信号和模拟视频信号。

上述第一种方案的应用系统结构如图1所示，高清字符动态叠加器通过RS-232串口接收车道控制器的收费信息，通过网络协议对高清摄像机配置，从而使得在车道摄像机、亭内摄像机和收费员仪容监控摄像机的网络视频上叠加收费信息，车道摄像机的模拟视频上也叠加收费信息。视频监控系统从车道摄像机、亭内摄像机和仪容监控摄像机获取已叠加收费信息的网络视频，用于给后台管理人员监视和录像存储；车道控制器从车道摄像机获取已叠加收费信息的模拟视频，用于给收费人员实时查看和抓图存储。但该方案的缺点在于，由于车道摄像机供应厂商较多、并且型号也较繁杂，市场上大部分车道摄像机的模拟视频不支持叠加字符信息，那么车道控制器获取的是未叠加收费信息的模拟视频，不满足系统要求，因此方案一的高清字符动态叠加器的应用受限于车道摄像机，不能广泛推广应用。

上述第二种方案的应用系统结构如图2所示，高清字符动态叠加器通过RS-232串口接收车道控制器的收费信息，网络获取车道摄像机、亭内摄像机和收费员仪容监控摄像机的网络视频，在叠加器内部解压缩，然后叠加收费信息，对融合叠加的视频再编码，视频监控系统从高清字符动态叠加器获取已经融合叠加收费信息的网络视频，车道控制器从高清字符动态叠加器获取已经叠加收费信息的模拟视频。该方案的缺点在于，高清字符动态叠加器获取多台摄像机网络视频，同时对网络视频解压缩、融合叠加收费信息、再编码转发给视频监控系统，因此叠加器成为网络、模拟视频和收费信息的处理中心，大大增加网络负载、CPU负载，增大了视频监控系统获取不到网络视频的风险，增大了车道控制器获取不到模拟视频的风险，增加了系统运行故障的风险，由于解压缩、叠加信息、再编码，也造成网络视频延时增加。另外该方案的高清字符动态叠加器缺少故障自诊断、自恢复的硬件设计，叠加器的可靠性、可维护性大大降低。

实用新型内容

本实用新型针对上述解决方案的缺点提出一种可靠的高清视频高速公路监控系统，不仅解决高清字符动态叠加器的应用受限于车道摄像机的问题，而且从应用层面解决以叠加器为处理中心所导致的负载过高和视频延时增加的问题。更重要的是，本实用新型采用人机交互的硬件设计，叠加器的故障信息可语音播报、显示、记录存储、手机查询，使得叠加器具有可维护性；采用自诊断、自复位的硬件设计，提高叠加器自诊断能力、自恢复能力，使得叠加器具有更高可靠性，减少维护成本，具有广泛推广应用价值。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种可靠的高清视频高速公路监控系统，包括车道摄像机、亭内摄像机、仪容监控摄像机、高清视频字符动态叠加器和车道控制器。该高清视频字符动态叠加器通过串口方式与所述车道控制器连接，接收车道控制器的收费文本信息并将其解析为有效文本信息，所述高清视频字符动态叠加器通过模拟视频BNC接口与车道控制器的视频输入口连接，所述高清视频字符动态叠加器通过网络接口分别与车道摄像机、亭内摄像机、仪容监控摄像机互联互通，所述三种摄像机通过网络接口与外部的视频监控系统连接。

作为优选，上述车道摄像机的网络视频流由高清视频字符动态叠加器通过流媒体协议方式解析获取后对该网络视频流进行H.264/H.265视频解码并输出解压缩后的视频。

对上述有效文本信息与解压缩后的视频融合，通过显示驱动模块输出模拟视频给车道控制器，用于给收费人员实时查看和抓图存储。

将上述有效文本信息通过网络协议发送给车道摄像机、亭内摄像机和仪容监控摄像机，实现在网络视频上叠加收费信息，视频监控系统对已叠加收费的信息网络视频进行监视和录像存储。

作为优选，上述串口方式优先考虑采用为RS-232方式。

作为优选，上述网络接口优先考虑采用为RJ45。

高清视频字符动态叠加器包含以太网/串口通信电路诊断模块、核心电路诊断模块和复位控制模块，诊断出故障后，触发通知所述复位控制模块，复位控制模块根据故障类别复位通信模块或者系统。

与现有技术相比，本实用新型有以下优点：

1，有效解决了高清字符动态叠加器的应用受限于车道摄像机的问题，从应用层面解决了负载过高和视频延时增加的问题。

2，通过采用人机交互的硬件设计方式，叠加器的故障信息可语音播报、显示、记录存储、手机查询，使得叠加器具有可维护性。

3，通过采用自诊断、自复位的硬件设计，提高了叠加器自诊断能力和自恢复能力，使得叠加器具有更高可靠性，减少维护成本。

附图说明

图1为现有技术方案一的系统结构图；

图2为现有技术方案二的系统结构图；

图3为本实用新型高清视频高速公路监控系统的系统结构示意图；

图4为高清视频字符动态叠加器的工作流程示意图；

图5为高清视频字符动态叠加器的诊断维护流程示意图；

图6为高清视频字符动态叠加器的硬件组成示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型做进一步详尽的说明。

本实用新型提出的一种可靠的高清视频高速公路监控系统的系统结构如图3所示，高清视频字符动态叠加器通过RS-232串口与车道控制器连接，通过模拟视频BNC接口与车道控制器的视频输入口连接，通过RJ45网口与车道摄像机、亭内摄像机、仪容监控摄像机互联互通，摄像机通过RJ45网口与视频监控系统连接。

本实用新型的具体的工作流程如图4所示，输入源分两路处理，第一路，车道摄像机的网络视频流由高清字符动态叠加器通过流媒体协议解析获取，叠加器对网络视频流进行H.264/H.265视频解码，输出解压缩后的视频；第二路，车道控制器串口发送收费文本信息，高清字符动态叠加器串口协议解析为有效文本信息，该文本信息与第一路解压缩后的视频融合，通过显示驱动模块输出模拟视频给车道控制器，用于给收费人员实时查看和抓图存储；同时该文本信息通过网络协议发送给车道摄像机、亭内摄像机和仪容监控摄像机，实现在网络视频上叠加收费信息，视频监控系统对已叠加收费的信息网络视频监视和录像存储。

本实用新型的高清视频字符动态叠加器的诊断维护流程如图5所示，故障诊断分为以太网/串口通信电路诊断和核心电路诊断两部分，以太网/串口通信电路出现故障，通知CPU联动SD卡记录存储故障信息、小尺寸LCD液晶屏显示故障信息和音频模块语音播报故障信息，用户也可通过WIFI连接高清字符动态叠加器访问查询详细故障信息；同时，通信电路故障信息通知给复位控制中心，复位控制中心根据故障类别，对以太网PHY和串口控制器复位，使得以太网/串口恢复正常。核心电路工作异常，CPU电压过高或过低，故障信息通知给复位控制中心，由于核心电路工作出现故障，CPU不能正常控制/读写挂在CPU外设总线上的SD卡记录存储模块、LED屏显示模块、语音播报模块和以太网/串口通信模块，因此复位控制中心立即对高清字符动态叠加器进行系统复位，使得叠加器恢复正常工作。

本实用新型的高清视频字符动态叠加器的硬件组成与连接关系如图6所示，硬件主要由模拟视频输入输出、串口输入、以太网输入输出、WIFI、SD卡记录存储、音频输出、LCD液晶显示、复位控制、电路诊断、CPU模块组成，CPU内部主要由ARM核与H.264/5Codec构成。CPU通过BT656连接模拟视频输出模块输出已融合叠加收费信息的视频给车道控制器，通过UART连接串口模块接收车道控制器发送的收费信息，通过MII连接以太网模块获取摄像机网络视频，并且输出收费信息给摄像机叠加配置，通过SDIO串行总线扩展连接WIFI模块，支持手机无线连接高清视频字符动态叠加器。CPU通过SDIO串行总线连接SD卡记录存储模块记录故障信息，通过I2S连接音频输出模块语音播报故障信息，通过LCD液晶显示模块显示故障信息，通过I2C连接复位控制模块，对复位控制模块配置，通过GPIO与电路诊断模块连接，电路诊断模块通过GPIO与复位控制模块连接，复位控制模块产生复位信号给CPU、以太网和串口通信模块。

背景技术部分所述的业界的第一种方案中，由车道摄像机输出模拟视频给车道控制器，但是市场上大部分摄像机不支持对模拟视频叠加信息，而本实用新型对车道摄像机的网络视频解压缩，并融合叠加收费信息，输出模拟视频给车道控制器，因此本实用新型解决了对车道摄像机的依赖性，提高了本实用新型应用的灵活性。

背景技术部分所述的业界的第二种方案，构建以叠加器为信息处理中心，对亭内摄像机/仪容监控摄像机/车道摄像机解压缩、叠加收费信息、再编码转发给视频监控系统，造成系统负载过大和网络延时增加，本实用新型仅解压缩车道摄像机，将收费信息与车道摄像机解压缩后的视频融合，同时通过网络协议向所有摄像机的网络视频叠加收费信息，因此本实用新型负载更均衡，摄像机网络视频延时无增加。

上述两种方案的叠加器缺少故障自诊断、自恢复的硬件设计，也缺少人机交互的硬件设计，叠加器的可靠性、可维护性也大大降低。

本实用新型具有以太网/串口通信电路诊断模块、核心电路诊断模块和复位控制模块，诊断出故障后，触发通知复位控制模块，复位控制模块根据故障类别，复位通信模块或者系统。

本实用新型通过SDIO串行总线连接SD卡记录存储模块记录故障信息，通过I2S连接音频输出模块语音播报故障信息，通过LCD液晶显示模块显示故障信息，通过SDIO串行总线扩展连接WIFI模块，支持手机无线连接高清视频字符动态叠加器，访问查询故障的详细信息。

本实用新型中的复位控制模块和电路诊断模块具有独立性，不受高清视频字符动态叠加器的主工作电路影响。

本实用新型采用自诊断、自复位的硬件设计，提高了叠加器自诊断能力和自恢复能力，使得叠加器具有更高可靠性，减少维护成本，另外也采用人机交互的硬件设计，提高设备维护的友好性，因此本实用新型具有广泛的推广应用价值。

需要说明的是，以上具体实施方式的描述并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可靠的高清视频高速公路监控系统，包括车道摄像机、亭内摄像机、仪容监控摄像机、高清视频字符动态叠加器和车道控制器，其特征在于所述高清视频字符动态叠加器通过串口方式与所述车道控制器连接，接收车道控制器的收费文本信息并将其解析为有效文本信息，所述高清视频字符动态叠加器通过模拟视频BNC接口与车道控制器的视频输入口连接，所述高清视频字符动态叠加器通过网络接口分别与车道摄像机、亭内摄像机、仪容监控摄像机互联互通，所述三种摄像机通过网络接口与外部的视频监控系统连接。

2.根据权利要求1所述的高清视频高速公路监控系统，其特征在于所述车道摄像机的网络视频流由高清视频字符动态叠加器通过流媒体协议方式解析获取后对该网络视频流进行H.264/H.265视频解码并输出解压缩后的视频。

3.根据权利要求2所述的高清视频高速公路监控系统，其特征在于对所述有效文本信息与解压缩后的视频融合，通过显示驱动模块输出模拟视频给车道控制器，用于给收费人员实时查看和抓图存储。

4.根据权利要求1所述的高清视频高速公路监控系统，其特征在于将所述有效文本信息通过网络协议发送给车道摄像机、亭内摄像机和仪容监控摄像机，实现在网络视频上叠加收费信息，视频监控系统对已叠加收费的信息网络视频进行监视和录像存储。

5.根据权利要求1所述的高清视频高速公路监控系统，其特征在于所述串口方式为RS-232方式。

6.根据权利要求1所述的高清视频高速公路监控系统，其特征在于所述网络接口为RJ45。

7.根据权利要求1所述的高清视频高速公路监控系统，其特征在于所述高清视频字符动态叠加器包含以太网/串口通信电路诊断模块、核心电路诊断模块和复位控制模块，诊断出故障后，触发通知所述复位控制模块，复位控制模块根据故障类别复位通信模块或者系统。