專利名稱：車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種自動控制技術領域的監(jiān)控系統(tǒng)，具體是一種車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術：
隨著我國經(jīng)濟的高速增長國內(nèi)機動車輛保有量迅速增加，大量的車輛已經(jīng)給停車場和公共小區(qū)等的出入管理帶來了巨大的壓力，針對日益增多的車輛通行管理，如何通過先進的技術手段來提高車輛通行管理效率已經(jīng)成為十分迫切的一項任務。盡管現(xiàn)有的技術對提高上述問題的管理效率上已經(jīng)起到一定程度的積極作用，但是仔細考察其中的技術內(nèi)容和實際能夠產(chǎn)生的效果實在不盡人意，明顯地欠缺技術先進性。
經(jīng)對現(xiàn)有技術文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利名稱為“車輛圖像識別方法及裝置”，申請(專利)號200410079595.0，該專利介紹一種通行車輛圖像識別方法及裝置，應用于高速高等級公路收費站、門禁、安全防范、城市交通等領域。采用機器視覺技術，圖像壓縮、接觸或非接觸通行卡讀寫技術，并配合車輛牌照自動識別技術，實現(xiàn)車輛身份認證和提高通行車輛管理效率。裝置包括通行卡，通行卡讀寫器，主控機，圖像采集卡，視頻器，補光照明器，顯示器，車輛管理監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫服務器。該技術能夠?qū)Τ鋈肟谲囕v圖像進行對比，能夠在一定程度上認證車輛身份，可杜絕各種舞弊、逃費行為等優(yōu)點。但是，上述“車輛圖像識別方法及裝置”的最大缺點在于1、必須依靠“管理人員利用隨行通行車輛的通行卡中的通行車輛圖像與出口處實時采集的車輛圖像對通行車輛特征進行人工比對，二次確認出/入口通行車輛身份；管理人員利用隨行通行車輛的通行卡中的通行車輛管理信息，與出口處獲得的車輛管理信息進行人工比對，人工判斷出通行車輛身份”(上述專利權利要求10)，也就是說，該項技術必須依靠“人工比對”和“人工判斷”才能確保其判斷的準確率；2、仍然需要人工發(fā)/收“通行卡”對通行車輛執(zhí)行管理，進一步顯示出上述技術僅僅是對人工管理的一種輔助手段。在進一步的檢索中，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明主題相同或類似的文獻報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的不足和缺陷，提供一種車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，使其能夠在無人參與的情況下實現(xiàn)全自動車輛通行監(jiān)控與管理。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)包括CCD攝像頭、射頻卡、解讀器、圖像前端適配器、網(wǎng)絡服務器、工業(yè)以太網(wǎng)、終端控制驅(qū)動器、終端電傳動機構、終端語音播放器。CCD攝像頭的輸出端口經(jīng)視頻電纜連接至圖像前端適配器，射頻卡與解讀器之間通過無線電磁波實現(xiàn)雙向連接與信號交互，解讀器的輸入/輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)與網(wǎng)絡服務器連接，圖像前端適配器的輸入/輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)與網(wǎng)絡服務器連接，網(wǎng)絡服務器通過工業(yè)以太網(wǎng)與終端控制驅(qū)動器和終端語音播放器的輸入端口連接，終端控制驅(qū)動器的輸出端口連接至終端電傳動機構；CCD攝像頭監(jiān)視來往車輛、實時捕捉目標，將被采集圖像輸入至圖像前端適配器，圖像前端適配器對目標圖像解碼和模數(shù)轉(zhuǎn)換后經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)輸至網(wǎng)絡服務器，網(wǎng)絡服務器對目標進行判斷處理，并將啟動工作控制指令經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)輸至解讀器，解讀器收到網(wǎng)絡服務器發(fā)出的啟動工作控制指令后向外發(fā)射射頻信號，射頻卡被激活并向外發(fā)送自身信息，解讀器接收到射頻卡發(fā)送來的載波信號進行解調(diào)和解碼，并將解調(diào)和解碼后的數(shù)據(jù)信號經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)送至網(wǎng)絡服務器進行判斷處理，網(wǎng)絡服務器處理后經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)將開門控制指令送至終端控制驅(qū)動器以驅(qū)動終端電傳動機構將門打開，否則向終端語音播放器傳輸數(shù)字語音信號，同時向該地址的其它終端器輸送警示信息。
所述CCD攝像頭，即電荷耦合圖像采集攝像頭，它是一種在低照度下能對物體圖像傳感并輸出標準視頻信號的攝像裝置。
所述射頻卡，俗稱電子標簽，射頻卡進入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的信息(即，無源射頻卡或被動射頻卡)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(即，有源射頻卡或主動射頻卡)；解讀器讀取信息并解碼后，送至網(wǎng)絡服務器的中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理；無源射頻卡內(nèi)無電池，它利用波束供電技術將接收到的射頻能量轉(zhuǎn)化為直流電源為卡內(nèi)電路供電，其作用距離相對有源卡短，但壽命長且對工作環(huán)境要求不高；射頻卡一般情況下均采用反射調(diào)制工作方式實現(xiàn)射頻卡到解讀器方向的數(shù)據(jù)傳輸，即，射頻卡從解讀器中接受以on-off key方式調(diào)制的既是數(shù)據(jù)又是能量的信號，當射頻卡應答的時候，解讀器仍需以一個持續(xù)的功率水平發(fā)送載波，解讀器從它發(fā)射功率的反射值的變化中接受射頻卡返回的信號；超高頻射頻卡適應物體高速運動的性能較好，主要頻率分布在860MHz～930MHz范圍，此類射頻卡的數(shù)據(jù)存儲量大，閱讀距離較遠，可為幾米到十幾米的距離。
所述解讀器，是與射頻卡相對應的信號通信的另一方，解讀器由高頻接口、數(shù)據(jù)預處理和控制單元三個基本模塊組成，高頻接口又包含發(fā)送器和接收器，發(fā)送器的輸入端和接收器的輸出端經(jīng)解讀器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)預處理單元和控制單元相連接，雙向交互，也就是說，當解讀器的輸入/輸出接口接收到信號后，經(jīng)解讀器的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線先到達控制單元，控制單元的輸出信號經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線至數(shù)據(jù)預處理單元將其轉(zhuǎn)換成發(fā)送器的無線信號向空間發(fā)射，接收器從空間接收到射頻卡反饋回來的無線信號后，由接收器的輸出端經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送達數(shù)據(jù)預處理單元，經(jīng)數(shù)據(jù)預處理單元處理后的信號再由解讀器的輸入/輸出接口輸出。解讀器的輸入/輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)與網(wǎng)絡服務器連接，采用UDP/IP通信協(xié)議與網(wǎng)絡服務器進行實時數(shù)據(jù)交互。解讀器工作流程是網(wǎng)絡服務器根據(jù)解讀器的輸入/輸出接口地址向解讀器發(fā)送工作啟動控制信號，在控制單元的作用下，解讀器由其發(fā)送器向外發(fā)射射頻信號，當射頻卡進入發(fā)送器工作區(qū)域時產(chǎn)生感應電流，射頻卡獲得能量被激活；射頻卡將自身編碼等信息向外發(fā)送出去；接收器接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號，經(jīng)解讀器的數(shù)據(jù)預處理單元對接收的信號進行解調(diào)和解碼，由其輸出接口經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)信號送至網(wǎng)絡服務器進行相關數(shù)據(jù)處理；從射頻卡到解讀器的數(shù)據(jù)傳輸方法包括負載調(diào)制、反向散射、高次諧波等，遠距離系統(tǒng)一般情況下均采用反射調(diào)制工作方式實現(xiàn)射頻卡到解讀器方向的數(shù)據(jù)傳輸；為了實現(xiàn)安全可靠的數(shù)據(jù)通信，雙方還必須遵守相互約定的通信協(xié)議，包括時序系統(tǒng)、通信握手、數(shù)據(jù)幀、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)的完整性、多標簽讀寫防沖突、干擾與抗干擾、識讀率與誤碼率、數(shù)據(jù)的加密與安全性、解讀器與應用系統(tǒng)之間的接口等協(xié)議。
所述圖像前置適配器，是一種用于圖像采集前端預處理的網(wǎng)絡終端設備，包括圖像輸入接口、圖像預處理器與網(wǎng)絡數(shù)字輸出接口三部分組成，其中，圖像輸入接口用以接受來自CCD攝像頭的圖像信號；圖像輸入接口的輸出端連接至圖像預處理器的輸入端；圖像預處理器具有對被采集圖像信號的解碼和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，圖像預處理器的輸出端連接至網(wǎng)絡輸入/輸出接口的輸入端，網(wǎng)絡輸入/輸出接口采用UDP/IP協(xié)議通過工業(yè)以太網(wǎng)與網(wǎng)絡服務器相連接實現(xiàn)圖像前置適配器與網(wǎng)絡服務器的數(shù)據(jù)交互。
所述網(wǎng)絡服務器，其系統(tǒng)硬件不低于常用標準配置(如PIV1.8GIPC-610L/PCA-6006V/PIV2.8G/CPU/256DDR/80GBHDD/50XCDDROM/KB+MOUSE/USB)，網(wǎng)絡服務器的工作模塊包括圖像處理、數(shù)據(jù)庫和控制三大模塊，其中，圖像處理模塊具有四項基本功能(1)對視場內(nèi)運動物體的動態(tài)識別，(2)對車輛與非車輛的基本形態(tài)區(qū)分識別，(3)數(shù)字錄像，(4)錄像查詢與播放；數(shù)據(jù)庫模塊具有兩大基本功能(1)人工建立、添加、修改、刪除和查詢管轄內(nèi)車輛信息記錄，(2)根據(jù)射頻卡發(fā)送的車輛牌照信息自動查詢數(shù)據(jù)庫記錄并提供查詢結(jié)果提示和/或控制信息；控制模塊則承擔終端數(shù)據(jù)采集與控制指令發(fā)送兩大功能。
所述工業(yè)以太網(wǎng)，包括網(wǎng)線、網(wǎng)端接口和路由器，網(wǎng)端接口分布于網(wǎng)絡服務器和所有的終端設備，路由器根據(jù)終端設備數(shù)量進行配置，一個網(wǎng)絡終端需要配置2個以上的終端設備時，需配置路由器，連接方式是網(wǎng)絡服務器的網(wǎng)端接口連接網(wǎng)線的一端，當網(wǎng)線的另一端僅連接一個終端設備時，網(wǎng)線的另一端直接連接該終端設備的網(wǎng)端接口；當網(wǎng)線的另一端連接超過一個的終端設備時，網(wǎng)線的另一端連接路由器的輸入端口，路由器的輸出接口再經(jīng)網(wǎng)線分別連接至各個終端設備。工業(yè)以太網(wǎng)采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測介質(zhì)訪問控制方式，當某個節(jié)點要傳送數(shù)據(jù)時，它將監(jiān)聽網(wǎng)絡，如果網(wǎng)絡忙，則等待直至網(wǎng)絡空閑，否則立即傳送。如果有多個節(jié)點監(jiān)聽到網(wǎng)絡空閑并決定同時傳送數(shù)據(jù)，那么這些節(jié)點就會發(fā)生報文沖突，引起數(shù)據(jù)丟失。此時這個傳送節(jié)點將停止傳送，等待由標準二進制指數(shù)退避算法確定的一段隨機長的時間后再重新傳送。工業(yè)以太網(wǎng)控制利用TCP/IP協(xié)議來發(fā)送準確性要求較高的非實時數(shù)據(jù)(例如用戶編程數(shù)據(jù)、組態(tài)數(shù)據(jù)等)，這些數(shù)據(jù)實時性要求不高，允許數(shù)據(jù)大小及頻率經(jīng)常變化；利用UDP/IP來發(fā)送實時數(shù)據(jù)(例如各種檢測設備和控制器的I/O信號，控制器之間的互鎖信號和部分系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視數(shù)據(jù)等)，實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包短，負荷低。工業(yè)以太網(wǎng)采用提高通信速率、全雙工交換技術、提供適應工業(yè)環(huán)境的器件等措施，能在一定程度上緩解不確定問題，本發(fā)明系統(tǒng)數(shù)據(jù)流量較小，因此十分適合適用。
所述終端控制驅(qū)動器，網(wǎng)絡服務器根據(jù)終端控制驅(qū)動器的地址將數(shù)字控制信號準確送達到指定的終端控制驅(qū)動器輸入接口，終端控制驅(qū)動器將接收到的數(shù)字控制信號轉(zhuǎn)換成模擬驅(qū)動信號，經(jīng)功率放大后輸出至電傳動機構作為其電驅(qū)動功率信號。
所述終端電傳動機構，將輸入的電氣功率信號轉(zhuǎn)換成為機械力或機械轉(zhuǎn)矩，帶動后續(xù)的欄桿式閘門機械裝置，因此實現(xiàn)被控機械門開/關的執(zhí)行動作。
所述終端語音播放器包括網(wǎng)絡輸入接口、D/A轉(zhuǎn)換器、音頻放大電路和揚聲器，網(wǎng)絡輸入接口接收網(wǎng)絡信號，其出口連至D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端連至音頻放大器的輸入端，音頻放大器的輸出端連至揚聲器的輸入端。網(wǎng)絡服務器根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果將數(shù)字語音信號送至指定地址的終端語音播放器網(wǎng)絡輸入接口，終端語音播放器收到數(shù)字語音信號后，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成模擬語音信號，再經(jīng)音頻放大電路的功率放大，最終輸出至揚聲器播放完整語義。
本發(fā)明當車輛進入出入口時(1)CCD攝像頭在視場內(nèi)捕捉到由遠至近的行駛車輛，將圖像模擬信號輸入圖像前置適配器，經(jīng)圖像前置適配器對被采集圖像進行解碼和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，由輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)送至網(wǎng)絡服務器；(2)網(wǎng)絡服務器的圖像識別模塊根據(jù)連續(xù)采集的兩幀圖像所發(fā)生的物體目標大小與位置的變化判斷出被捕捉目標是否運動物體，如果是，立即啟動錄像程序?qū)Ρ徊蹲侥繕诉M行數(shù)字實時錄像，運動物體一旦靜止，立即停止錄像，因此，可以有效節(jié)約圖像存儲空間；(3)圖像識別模塊進一步對被采集目標圖像進行基本形態(tài)識別，確認被采集目標是否車輛，如果確認是車輛，及時根據(jù)傳送圖像信息的圖像前置適配器終端地址向?qū)慕庾x器輸入接口發(fā)送啟動工作信號，解讀器實時向外發(fā)射射頻信號；(4)解讀器一旦接收到從車載射頻卡發(fā)送來的記錄車輛牌照信息的載波信號，即對接收的信號進行解調(diào)和解碼，再由解讀器輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)將解調(diào)和解碼后的信號送至網(wǎng)絡服務器主系統(tǒng)進行相關數(shù)據(jù)處理；(5)網(wǎng)絡服務器通過數(shù)據(jù)庫模塊自動實現(xiàn)被識別車輛牌照信息與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫記錄的查詢與核對，經(jīng)核對確認可以通行，則執(zhí)行以下第(6)步，否則，執(zhí)行第(7)步；(6)網(wǎng)絡服務器通過工業(yè)以太網(wǎng)輸出數(shù)字控制信號至指定地址的終端控制驅(qū)動器，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換模擬驅(qū)動信號，并經(jīng)功率放大后輸出功率信號至終端電傳動機構，因此帶動機械門開啟，讓車輛通行，當車輛通過后，網(wǎng)絡服務器會根據(jù)該地址傳送的圖像信息進行識別后，向該地址終端發(fā)送關門控制指令，由終端控制驅(qū)動器驅(qū)動終端電動傳動結(jié)構操縱機械門關閉；(7)如果解讀器沒有收到從車輛發(fā)送過來的載波信號，或者接收到無法解碼辨認的射頻信號，則解讀器由輸出接口經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)向網(wǎng)絡服務器發(fā)送請求事件處理信息，網(wǎng)絡服務器實時向該地址的終端語音播放器送出數(shù)字語音信號，經(jīng)終端語音播放器數(shù)/模信號轉(zhuǎn)換后，向等候在車道上的車輛發(fā)出語音提示，同時向該地址的人工監(jiān)視終端發(fā)送警示信息以通知門衛(wèi)人員對事件進行處理。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果經(jīng)過圖像識別、射頻卡與數(shù)據(jù)庫技術的高度優(yōu)化組合實現(xiàn)了車輛通行監(jiān)控與管理的全程自動化；車輛通行自動控制準確率高達100％，提高區(qū)域管理的安全性和有效性；最大限度地減輕了門衛(wèi)人員的勞動強度。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構示意中，CCD攝像頭1、射頻卡2、解讀器3、圖像前端適配器4、網(wǎng)絡服務器5、工業(yè)以太網(wǎng)6、終端控制驅(qū)動器7、終端電傳動機構8、終端語音播放器9。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖1所示，本實施例包括CCD攝像頭1、射頻卡2、解讀器3、圖像前端適配器4、網(wǎng)絡服務器5、工業(yè)以太網(wǎng)6、終端控制驅(qū)動器7、終端電傳動機構8和終端語音播放器9。CCD攝像頭1的輸出端口經(jīng)視頻電纜連接至圖像前端適配器4的圖像輸入接口，射頻卡2與解讀器3之間通過無線電磁波實現(xiàn)雙向連接與信號交互，解讀器3的輸入/輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)6與網(wǎng)絡服務器5連接，圖像前端適配器4的輸入/輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)6與網(wǎng)絡服務器5連接，網(wǎng)絡服務器5通過工業(yè)以太網(wǎng)6又與終端控制驅(qū)動器7和終端語音播放器9的輸入端口連接以接受系統(tǒng)控制信號。
上述部件從工作上進行劃分，可以分為3個子系統(tǒng)CCD攝像頭1、圖像前端適配器4、網(wǎng)絡服務器5和工業(yè)以太網(wǎng)6組成圖像識別子系統(tǒng)；射頻卡2、解讀器3、網(wǎng)絡服務器5和工業(yè)以太網(wǎng)6組成射頻卡識別子系統(tǒng)；網(wǎng)絡服務器5、工業(yè)以太網(wǎng)6、終端控制驅(qū)動器7、終端電傳動機構8和終端語音播放器9組成控制子系統(tǒng)。
所述解讀器3，由高頻接口、數(shù)據(jù)預處理和控制單元三個基本模塊組成，高頻接口又包含發(fā)送器和接收器，發(fā)送器的輸入端和接收器的輸出端經(jīng)解讀器3內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)預處理單元和控制單元相連接，雙向交互，也就是說，當解讀器3的輸入/輸出接口接收到信號后，經(jīng)解讀器3的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線先到達控制單元，控制單元的輸出信號經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線至數(shù)據(jù)預處理單元將其轉(zhuǎn)換成發(fā)送器的無線信號向空間發(fā)射，接收器從空間接收到射頻卡2反饋回來的無線信號后，由接收器的輸出端經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送達數(shù)據(jù)預處理單元，經(jīng)數(shù)據(jù)預處理單元處理后的信號再由解讀器3的輸入/輸出接口輸出。
所述圖像前置適配器4，包括圖像輸入接口、圖像預處理器與網(wǎng)絡數(shù)字輸出接口三部分組成，其中，圖像輸入接口用以接受來自CCD攝像頭1的圖像信號；圖像輸入接口的輸出端連接至圖像預處理器4的輸入端；圖像預處理器4具有對被采集圖像信號的解碼和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，圖像預處理器4的輸出端連接至網(wǎng)絡輸入/輸出接口的輸入端，網(wǎng)絡輸入/輸出接口采用UDP/IP協(xié)議通過工業(yè)以太網(wǎng)6與網(wǎng)絡服務器5相連接實現(xiàn)圖像前置適配器4與網(wǎng)絡服務器5的數(shù)據(jù)交互。
所述網(wǎng)絡服務器5包括圖像處理、數(shù)據(jù)庫和控制三大模塊，其中圖像處理模塊實現(xiàn)視場內(nèi)運動物體的動態(tài)識別，并對車輛與非車輛的基本形態(tài)區(qū)分識別、數(shù)字錄像以及錄像查詢與播放；數(shù)據(jù)庫模塊實現(xiàn)人工建立、添加、修改、刪除和查詢管轄內(nèi)車輛信息記錄，并根據(jù)射頻卡發(fā)送的車輛牌照信息自動查詢數(shù)據(jù)庫記錄并提供查詢結(jié)果提示和/或控制信息；控制模塊則承擔終端數(shù)據(jù)采集與控制指令發(fā)送。具體連接方式是圖像處理模塊的結(jié)果輸出至控制模塊，控制模塊生成的控制指令送至解讀器3，控制模塊在接收到解讀器的輸入/輸出接口傳回的信號后成生射頻卡2識別指令輸至數(shù)據(jù)庫模塊，數(shù)據(jù)庫模塊的結(jié)果再送至控制模塊，控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)庫模塊的結(jié)果確定是否向終端控制驅(qū)動器7或終端語音播放器9發(fā)送控制指令。
所述工業(yè)以太網(wǎng)6，包括網(wǎng)線、網(wǎng)端接口和路由器，網(wǎng)端接口分布于網(wǎng)絡服務器和所有的終端設備，路由器根據(jù)終端設備數(shù)量進行配置，一個網(wǎng)絡終端需要配置2個以上的終端設備時，需配置路由器，連接方式是網(wǎng)絡服務器的網(wǎng)端接口連接網(wǎng)線的一端，當網(wǎng)線的另一端僅連接一個終端設備時，網(wǎng)線的另一端直接連接該終端設備的網(wǎng)端接口；當網(wǎng)線的另一端連接超過一個的終端設備時，網(wǎng)線的另一端連接路由器的輸入端口，路由器的輸出接口再經(jīng)網(wǎng)線分別連接至各個終端設備。
所述終端語音播放器9包括網(wǎng)絡輸入接口、D/A轉(zhuǎn)換器、音頻放大電路和揚聲器，網(wǎng)絡輸入接口接收網(wǎng)絡信號，其出口連至D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端連至音頻放大器的輸入端，音頻放大器的輸出端連至揚聲器的輸入端。
所述圖像識別子系統(tǒng)中，CCD攝像頭1輸出端連接至圖像前端適配器4的輸入端，圖像前端適配器4的輸入/輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)與網(wǎng)絡服務器5連接進行信號交互。工作過程是CCD攝像頭1監(jiān)視來往車輛、實時捕捉目標，將被采集圖像經(jīng)視頻電纜輸入至圖像前端適配器4的輸入端口，目標圖像經(jīng)圖像前端適配器4的解碼和模數(shù)轉(zhuǎn)換后由輸出接口經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)6輸至網(wǎng)絡服務器5交由圖像識別模塊處理，圖像識別模塊根據(jù)相鄰前后圖像特征的變化判定被捕捉目標是運動物體時，啟動數(shù)字錄像對被采集圖像進行記錄，運動物體一旦靜止，立即停止錄像以節(jié)約錄像存儲空間，圖像識別模塊根據(jù)被采集圖像的邊緣線及其形態(tài)特征同時判定被捕捉目標系一輛欲進入出入口的車輛時，圖像識別模塊的判定結(jié)果由網(wǎng)絡服務器5的網(wǎng)絡接口經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)6將啟動解讀器3工作控制指令送至指定地址，否則，無控制指令輸出；當出入口無車輛進出時，該系統(tǒng)的圖像識別模塊會根據(jù)圖像信息，即無進入車輛或車輛已經(jīng)進入的圖像，做出判斷，并向指定終端實時發(fā)送關門指令。
所述射頻卡識別子系統(tǒng)中，射頻卡2與解讀器3通過無線電磁波交互信號，解讀器3的輸入/輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)6與網(wǎng)絡服務器5連接，進行信號交互。工作過程是，當解讀器3的輸入接口收到網(wǎng)絡服務器5發(fā)出的啟動工作控制指令后，在控制單元的作用下，解讀器3由其發(fā)送器向外發(fā)射一定頻率的射頻信號，當射頻卡2處于發(fā)送器電磁場工作區(qū)域時產(chǎn)生感應電流，射頻卡2獲得能量被激活，射頻卡2將自身編碼等信息向外發(fā)送出去，解讀器3之接收器接收到從射頻卡2發(fā)送來的載波信號，經(jīng)解讀器3的數(shù)據(jù)預處理單元對接收的信號進行解調(diào)和解碼，由其輸出接口經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)6將數(shù)據(jù)信號送至網(wǎng)絡服務器5進行相關數(shù)據(jù)處理，當射頻卡識別子系統(tǒng)判定被監(jiān)視車輛允許入/出時，該子系統(tǒng)由網(wǎng)絡服務器5的網(wǎng)絡接口經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)6將開門控制指令送至指定地址的終端控制驅(qū)動器7以驅(qū)動終端電傳動機構8將門打開，否則，將向指定地址的終端語音播放器9傳輸數(shù)字語音信號，同時向該地址的其它終端器輸送警示信息。
所述控制子系統(tǒng)中，網(wǎng)絡服務器5通過工業(yè)以太網(wǎng)6與終端控制驅(qū)動器7及終端語音播放器9的輸入端口連接。工作過程是，協(xié)調(diào)圖像識別子系統(tǒng)與射頻卡識別子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號檢測、傳輸和控制指令輸出，當終端控制驅(qū)動器7收到網(wǎng)絡服務器5經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)6發(fā)送過來的開門控制指令時，終端控制驅(qū)動器7即產(chǎn)生一電功率信號用以驅(qū)動終端電傳動機構8打開電動門；當終端控制驅(qū)動器7收到網(wǎng)絡服務器5經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)6發(fā)送過來的關門控制指令時，終端控制驅(qū)動器7即產(chǎn)生一電功率信號用以驅(qū)動終端電傳動機構8關閉電動門；當終端語音播放器9收到網(wǎng)絡服務器5經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)6發(fā)送過來的數(shù)字語音信號時，終端語音播放器9即產(chǎn)生一模擬語音信號向外播放特定語音。
采用上述裝置進行監(jiān)控，某校區(qū)進出有四個門，每個出入口均按上述系統(tǒng)要求配置終端設備，所有的終端設備通過工業(yè)以太網(wǎng)與網(wǎng)絡服務器連接組成工業(yè)以太網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，每個終端設備的地址設置過程考慮今后可能增加設備的情況需要預留容量，因此由8位數(shù)據(jù)構成，上4位為門地址，即，將四個門按2進制代碼依次設定地址編碼0000、0001、0010、0011，下4位為終端設備代碼，如，監(jiān)視進入車輛的圖像前端適配器為0000、監(jiān)視出去車輛的圖像前端適配器為0001、監(jiān)視進入車輛的解讀器為0010、監(jiān)視出去車輛的解讀器為0011、監(jiān)視進入車輛的終端控制驅(qū)動器為0100、監(jiān)視出去車輛的終端控制驅(qū)動器為0101、監(jiān)視進入車輛的終端語音播放器為0110、監(jiān)視出去車輛的終端語音播放器為0111。
具體實施結(jié)果如下(1)從任何一個出入口進出校區(qū)，無論同時還是不同時發(fā)生，本實施例均能根據(jù)圖像識別子系統(tǒng)、射頻卡識別子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)準確實現(xiàn)地對欲進出車輛進行判定和控制；(2)因此，大幅度降低了門衛(wèi)人員的工作強度，并避免諸多人為誤判和人事糾紛，提高了校區(qū)的安全性和管理水平。
權利要求
1.一種車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括CCD攝像頭、射頻卡、解讀器、圖像前端適配器、網(wǎng)絡服務器、工業(yè)以太網(wǎng)、終端控制驅(qū)動器、終端電傳動機構、終端語音播放器，CCD攝像頭的輸出端口經(jīng)視頻電纜連接至圖像前端適配器，射頻卡與解讀器之間通過無線電磁波實現(xiàn)雙向連接與信號交互，解讀器的輸入/輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)與網(wǎng)絡服務器連接，圖像前端適配器的輸入/輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)與網(wǎng)絡服務器連接，網(wǎng)絡服務器通過工業(yè)以太網(wǎng)與終端控制驅(qū)動器和終端語音播放器的輸入端口連接，終端控制驅(qū)動器的輸出端口連接至終端電傳動機構；CCD攝像頭監(jiān)視來往車輛、實時捕捉目標，將被采集圖像輸入至圖像前端適配器，圖像前端適配器對目標圖像解碼和模數(shù)轉(zhuǎn)換后經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)輸至網(wǎng)絡服務器，網(wǎng)絡服務器對目標進行判斷處理，并將啟動工作控制指令經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)輸至解讀器，解讀器收到網(wǎng)絡服務器發(fā)出的啟動工作控制指令后向外發(fā)射射頻信號，射頻卡被激活并向外發(fā)送自身信息，解讀器接收到射頻卡發(fā)送來的載波信號進行解調(diào)和解碼，并將解調(diào)和解碼后的數(shù)據(jù)信號經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)送至網(wǎng)絡服務器進行判斷處理，網(wǎng)絡服務器處理后經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)將開門控制指令送至終端控制驅(qū)動器以驅(qū)動終端電傳動機構將門打開，否則向終端語音播放器傳輸數(shù)字語音信號，同時向該地址的其它終端器輸送警示信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述射頻卡，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號；解讀器讀取信息并解碼后，送至網(wǎng)絡服務器的中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理；射頻卡采用反射調(diào)制工作方式實現(xiàn)射頻卡到解讀器方向的數(shù)據(jù)傳輸，即，射頻卡從解讀器中接受以on-off key方式調(diào)制的既是數(shù)據(jù)又是能量的信號，當射頻卡應答的時候，解讀器仍需以一個持續(xù)的功率水平發(fā)送載波，解讀器從它發(fā)射功率的反射值的變化中接受射頻卡返回的信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述解讀器，是與射頻卡相對應的信號通信的另一方，解讀器由高頻接口、數(shù)據(jù)預處理單元和控制單元組成，高頻接口又包含發(fā)送器和接收器，發(fā)送器的輸入端和接收器的輸出端經(jīng)解讀器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)預處理單元和控制單元相連接，雙向交互，當解讀器的輸入/輸出接口接收到信號后，經(jīng)解讀器的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線先到達控制單元，控制單元的輸出信號經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線至數(shù)據(jù)預處理單元將其轉(zhuǎn)換成發(fā)送器的無線信號向空間發(fā)射，接收器從空間接收到射頻卡反饋回來的無線信號后，由接收器的輸出端經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送達數(shù)據(jù)預處理單元，經(jīng)數(shù)據(jù)預處理單元處理后的信號再由解讀器的輸入/輸出接口輸出，解讀器的輸入/輸出接口通過工業(yè)以太網(wǎng)與網(wǎng)絡服務器連接，采用UDP/IP通信協(xié)議與網(wǎng)絡服務器進行實時數(shù)據(jù)交互。
4.根據(jù)權利要求1所述的車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述解讀器，接收到網(wǎng)絡服務器發(fā)送的工作啟動控制信號后，在控制單元的作用下，由發(fā)送器向外發(fā)射射頻信號，當射頻卡進入發(fā)送器工作區(qū)域時產(chǎn)生感應電流，射頻卡獲得能量被激活，射頻卡將自身信息向外發(fā)送出去；接收器接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號，經(jīng)數(shù)據(jù)預處理單元對接收的信號進行解調(diào)和解碼，解讀器輸出接口經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)信號送至網(wǎng)絡服務器進行相關數(shù)據(jù)處理。
5.根據(jù)權利要求1所述的車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述圖像前置適配器，包括圖像輸入接口、圖像預處理器與網(wǎng)絡數(shù)字輸出接口，其中，圖像輸入接口用以接受來自CCD攝像頭的圖像信號，圖像預處理器具有對被采集圖像信號的解碼和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，網(wǎng)絡數(shù)字輸出接口采用UDP/IP協(xié)議通過工業(yè)以太網(wǎng)與網(wǎng)絡服務器相連接實現(xiàn)圖像前置適配器與網(wǎng)絡服務器的數(shù)據(jù)交互；圖像輸入接口的輸出端連接至圖像預處理器的輸入端；圖像預處理器的輸出端連接至網(wǎng)絡數(shù)字輸出接口的輸入端；網(wǎng)絡數(shù)字輸出接口的輸出端連至工業(yè)以太網(wǎng)。
6.根據(jù)權利要求1所述的車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述網(wǎng)絡服務器，包括圖像處理模塊、數(shù)據(jù)庫模塊和控制模塊，圖像處理模塊實現(xiàn)視場內(nèi)運動物體的動態(tài)識別，并對車輛與非車輛的基本形態(tài)區(qū)分識別、數(shù)字錄像以及錄像查詢與播放；數(shù)據(jù)庫模塊實現(xiàn)人工建立、添加、修改、刪除和查詢管轄內(nèi)車輛信息記錄，并根據(jù)射頻卡發(fā)送的車輛牌照信息自動查詢數(shù)據(jù)庫記錄并提供查詢結(jié)果提示和/或控制信息；控制模塊則承擔終端數(shù)據(jù)采集與控制指令發(fā)送。
7.根據(jù)權利要求1所述的車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述工業(yè)以太網(wǎng)，包括網(wǎng)線、網(wǎng)端接口和路由器，網(wǎng)端接口分布于網(wǎng)絡服務器和所有的終端設備，路由器根據(jù)終端設備數(shù)據(jù)進行配置，一個網(wǎng)絡終端需要配置2個以上的終端設備時，需配置路由器，連接方式是網(wǎng)絡服務器的網(wǎng)端接口連接網(wǎng)線的一端，當網(wǎng)線的另一端僅連接一個終端設備時，網(wǎng)線的另一端直接連接該終端設備的網(wǎng)端接口；當網(wǎng)線的另一端連接超過一個的終端設備時，網(wǎng)線的另一端連接路由器的輸入端口，路由器的輸出接口再經(jīng)網(wǎng)線分別連接至各個終端設備。
8.根據(jù)權利要求1所述的車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述工業(yè)以太網(wǎng)，采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測介質(zhì)訪問控制方式，利用UDP/IP來發(fā)送實時數(shù)據(jù)，實時數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包短、負荷低；當某個節(jié)點要傳送數(shù)據(jù)時，它將監(jiān)聽網(wǎng)絡，如果網(wǎng)絡忙，則等待直至網(wǎng)絡空閑，否則立即傳送；如果有多個節(jié)點監(jiān)聽到網(wǎng)絡空閑并決定同時傳送數(shù)據(jù)，那么這些節(jié)點就會發(fā)生報文沖突，引起數(shù)據(jù)丟失，此時這個傳送節(jié)點將停止傳送，等待由標準二進制指數(shù)退避算法確定的一段隨機長的時間后再重新傳送。
9.根據(jù)權利要求1所述的車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述終端控制驅(qū)動器，其輸入接口接收網(wǎng)絡服務器發(fā)送的數(shù)字控制信號，將數(shù)字控制信號轉(zhuǎn)換成模擬驅(qū)動信號，經(jīng)功率放大后輸出至終端電傳動機構作為其電驅(qū)動功率信號；所述終端電傳動機構，將終端控制驅(qū)動器輸入的電氣功率信號轉(zhuǎn)換成為機械力或機械轉(zhuǎn)矩，帶動后續(xù)的欄桿式閘門機械裝置，實現(xiàn)被控機械門開/關的執(zhí)行動作。
10.根據(jù)權利要求1所述的車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述終端語音播放器包括網(wǎng)絡輸入接口、D/A轉(zhuǎn)換器、音頻放大電路和揚聲器，網(wǎng)絡輸入接口接收網(wǎng)絡信號，其出口連至D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端連至音頻放大器的輸入端，音頻放大器的輸出端連至揚聲器的輸入端，網(wǎng)絡服務器根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果將數(shù)字語音信號送至指定地址的終端語音播放器網(wǎng)絡輸入接口，終端語音播放器收到數(shù)字語音信號后，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成模擬語音信號，再經(jīng)音頻放大電路的功率放大，最終輸出至揚聲器播放完整語義。
全文摘要
一種自動控制技術領域的車輛通行監(jiān)控系統(tǒng)，包括CCD攝像頭、射頻卡、解讀器、圖像前端適配器、網(wǎng)絡服務器、工業(yè)以太網(wǎng)、終端控制驅(qū)動器、終端電傳動機構、終端語音播放器；CCD攝像頭監(jiān)視來往車輛，將采集的圖像輸入至圖像前端適配器，經(jīng)圖像解碼和模數(shù)轉(zhuǎn)換后由工業(yè)以太網(wǎng)交由網(wǎng)絡服務器中的圖像識別系統(tǒng)判定車輛目標，啟動數(shù)字錄像，同時啟動解讀器根據(jù)車載射頻卡進行對車輛信息的識別，一旦判定被監(jiān)視車輛允許入/出時，系統(tǒng)將開門控制指令送至指定地址的終端控制驅(qū)動器以驅(qū)動終端電傳動機構將門打開，否則，將向指定地址的終端語音播放器傳輸數(shù)字語音信號，同時向該地址的其它終端器輸送警示信息達到車輛進出的全自動、安全、有效管理。
文檔編號G06K7/00GK101046689SQ20071003962
公開日2007年10月3日 申請日期2007年4月19日 優(yōu)先權日2007年4月19日
發(fā)明者張秀彬, 周叢嘉, 李君峰, 馬斌博, 肖健 申請人:上海交通大學