專利名稱：智能交通數(shù)字監(jiān)控器及其用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于交通管理領域，特別涉及一種智能交通數(shù)字監(jiān)控器及其用途。
背景技術：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，機動車越來越多，因此必須對參與交通的機動車及其駕駛人員進 行有效管理，否則，交通事故將會增多，勢必造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。交通事 故的產(chǎn)生，往往與違章駕駛有關，其中超速行駛、不按信號燈指示行駛尤為普遍，因此， 有必要對參與交通的機動車車速及是否按信號燈指示行駛進行監(jiān)控，而車牌識別是監(jiān) 控中必須解決的問題。
關于車牌識別和是否按信號燈指示行駛，現(xiàn)有技術是通過由攝像機、圖像采集卡和
計算機組成的系統(tǒng)來完成，關于車速的監(jiān)控，則還需在上述設備的基礎上配置測速儀， 因而結構復雜，體積大，成本高，而且所用攝像機一般為模擬攝像機，分辨率一般較低
(720*576)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種智能交通數(shù)字監(jiān)控器，此種監(jiān)控 器不僅集攝像、車牌識別、抓拍、測速和網(wǎng)絡傳輸于一體，而且結構簡單、體積小、分 辨率高、成本低。
本發(fā)明所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器在一個總的發(fā)明構思下有以下幾種結構形式 1、第一種基本結構形式
第一種基本結構形式的智能交通數(shù)字監(jiān)控器包括電荷耦合攝像器件、電荷耦合攝像 器件前端電路和現(xiàn)場可編程門陣列。電荷耦合攝像器件用于采集機動車的圖像信號，所 采集的圖像信號為BAYER格式的模擬信號；電荷耦合攝像器件前端電路在現(xiàn)場可編程門
陣列控制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序并驅動電荷耦合攝像
器件，讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為BAYER格式 的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列；現(xiàn)場可編程門陣列將來自電荷耦合攝像器 件前端電路的BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格 式的數(shù)字圖像信號轉換為YUV格式的數(shù)字圖像信號，然后根據(jù)YUV格式的數(shù)字圖像信號 完成車牌識別，并將YW格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮，以及通過A觸發(fā)信號接口、 B 觸發(fā)信號接口、交通燈信號接口接收地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號判斷機動車是否交通違章，通過網(wǎng)絡接口將車牌識別數(shù)據(jù) 和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶 端。
在上述結構的基礎上可增加電壓轉換電路，由電壓轉換電路將現(xiàn)場可編程門陣列產(chǎn) 生的驅動時序轉換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序傳送給電荷耦合 攝像器件，電荷耦合攝像器件前端電路不再具有驅動電荷耦合攝像器件的功能，只完成 讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為BAYER格式的數(shù)字 圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列。
2、 第二種基本結構形式
第二種基本結構形式的智能交通數(shù)字監(jiān)控器是在第一種基本結構形式的基礎上增 加了數(shù)字信號處理器，即包括電荷耦合攝像器件、電荷耦合攝像器件前端電路、現(xiàn)場可 編程門陣列和數(shù)字信號處理器。電荷耦合攝像器件用于采集機動車的圖像信號，所采集 的圖像信號為BAYER格式的模擬信號；電荷耦合攝像器件前端電路在數(shù)字信號處理器控 制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序并驅動電荷耦合攝像器件，讀 出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為BAYER格式的數(shù)字圖 像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列；現(xiàn)場可編程門陣列將來自電荷耦合攝像器件前端電 路的BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格式的數(shù)字 圖像信號轉換為YUV格式的數(shù)字圖像信號，以及通過A觸發(fā)信號接口 、 B觸發(fā)信號接口 、 交通燈信號接口接收地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線圈觸發(fā)信號和交 通燈控制信號判斷機動車是否交通違章，然后將YUV格式的數(shù)字圖像信號和交通違章數(shù) 據(jù)傳送給數(shù)字信號處理器；數(shù)字信號處理器根據(jù)接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成 車牌識別，并將YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮，通過網(wǎng)絡接口將車牌識別數(shù)據(jù)和圖 像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶端。
在上述結構的基礎上可增加電壓轉換電路，由電壓轉換電路將現(xiàn)場可編程門陣列產(chǎn) 生的驅動時序轉換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序傳送給電荷耦合 攝像器件，電荷耦合攝像器件前端電路不再具有驅動電荷耦合攝像器件的功能，只完成 讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為BAYER格式的數(shù)字 圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列。
3、 第三種基本結構形式
第三種基本結構形式的智能交通數(shù)字監(jiān)控器是在第二種基本結構形式的基礎上增 加了圖像壓縮器和微處理器，即包括電荷耦合攝像器件、電荷耦合攝像器件前端電路、現(xiàn)場可編程門陣列、數(shù)字信號處理器、圖像壓縮器和微處理器。電荷耦合攝像器件用于
采集機動車的圖像信號，所采集的圖像信號為BAYER格式的模擬信號；電荷耦合攝像器 件前端電路在微處理器控制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序并 驅動電荷耦合攝像器件，讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其 轉換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列；可編程門陣列將來自電 荷耦合攝像器件前端電路的BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉換為RGB格式的數(shù)字圖像信 號，再將RGB格式的數(shù)字圖像信號轉換為YUV格式的數(shù)字圖像信號后分別向數(shù)字信號處 理器和圖像壓縮器傳送，以及通過A觸發(fā)信號接口、 B觸發(fā)信號接口、交通燈信號接口 接收地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號判 斷機動車是否交通違章，并將交通違章數(shù)據(jù)傳送給微處理器；數(shù)字信號處理器根據(jù)接收 到的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別并將車牌識別數(shù)據(jù)傳送給微處理器；圖像壓 縮器將接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮后傳送給微處理器；微處理器通過網(wǎng) 絡接口將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)
傳送到與其相連的客戶端。
在上述結構的基礎上可增加電壓轉換電路，由電壓轉換電路將現(xiàn)場可編程門陣列產(chǎn) 生的驅動時序轉換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序傳送給電荷耦合 攝像器件，電荷耦合攝像器件前端電路不再具有驅動電荷耦合攝像器件的功能，只完成 讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為BAYER格式的數(shù)字 圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列。
本發(fā)明所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器可在監(jiān)控機動車闖紅燈和機動車超速方面應用。
1、 所述監(jiān)控機動車闖紅燈方面的應用，步驟如下
① 在監(jiān)控路段設置信號指示燈處安裝本發(fā)明所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器；
② 在停車線處地面安裝B地感線圈，設Pb為有機動車通過時與B地感線圈相連的 電路產(chǎn)生的脈沖；
③ 在信號指示燈為紅燈的狀態(tài)下，本發(fā)明所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器中的現(xiàn)場可編程 門陣列若接收到Pb的上沿或下沿，則表示有機動車闖紅燈，即產(chǎn)生抓拍信號，記錄抓 拍原因為闖紅燈。
2、 所述監(jiān)控機動車超速方面的應用，步驟如下
① 在監(jiān)控路段安裝本發(fā)明所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器；
② 在測速處地面安裝B地感線圈，與B地感線圈距離為L的地面安裝A地感線圈， 設Pa為有機動車通過時與A地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖，Pb為有機動車通過時與B地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖；
③本發(fā)明所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器中的現(xiàn)場可編程門陣列若接收到Pa、 Pb的上沿 或下沿，則計算脈沖Pa、脈沖Pb的間隔時間T,用A地感線圈、.B地感線圈之間的距 離L除以脈沖Pa、脈沖Pb的間隔時間T,得到機動車速度V,當車速超速時，產(chǎn)生抓 拍信號，并記錄抓拍原因為超速。
本發(fā)明具有以下有益效果
1、 為交通管理提供了一種集攝像、車牌識別、抓拍、測速和網(wǎng)絡傳輸于一體的新 型智能交通數(shù)字監(jiān)控器。
2、 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器具有體積小、成本低、可靠 性高的特點，有較大的市場前景。


圖1是本發(fā)明所述智能交通數(shù)字攝像機的第一種結構框圖； 圖2是本發(fā)明所述智能交通數(shù)字攝像機的第二種結構框圖； 圖3是本發(fā)明所述智能交通數(shù)字攝像機的第三種結構框圖； 圖4是本發(fā)明所述智能交通數(shù)字攝像機的第四種結構框圖； 圖5是本發(fā)明所述智能交通數(shù)字攝像機的第五種結構框圖； 圖6是本發(fā)明所述智能交通數(shù)字攝像機的第六種結構框圖； 圖7是電荷耦合攝像器件(CCD)中光敏像素單元陣列的Bayer排列方式圖； 圖8是對機動車進行監(jiān)控的示意圖9是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)對機動車是否按信號燈指示行駛進行監(jiān)控(抓 拍)的流程圖IO是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)對機動車是否超速行駛進行監(jiān)控(抓拍)的流 程圖11是根據(jù)YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別的流程圖； 圖12是微處理器的流程總圖13是圖12中初始化電荷耦合攝像器件前端電路的相關時序控制寄存器的流程
圖14是圖12中初始化圖像壓縮器的相關控制寄存器的流程圖； 圖15是網(wǎng)絡傳輸?shù)牧鞒虉D。
圖中，l一電荷耦合攝像器件、2—電荷耦合攝像器件前端電路、3—現(xiàn)場可編程門 陣列、4—A觸發(fā)信號接口、 5—B觸發(fā)信號接口、 6—交通燈信號接口、 7—網(wǎng)絡接口、8—數(shù)字信號處理器、9一圖像壓縮器、IO—微處理器、ll一電壓轉換電路、12—有機動 車通過時與A地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖Pa、 13—有機動車通過時與B地感線圈 相連的電路產(chǎn)生的脈沖Pb、 14^A地感線圈、15—B地感線圈、16—停車線。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明所述智能交通數(shù)字攝像機的具體結構和用途作進一步說明。 實施例l
本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖1所示，包括電荷耦合攝像器件l、 電荷耦合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接口4、 B觸發(fā)信號接 口5、交通燈信號接口 6和網(wǎng)絡接口 7。電荷耦合攝像器件前端電路2分別與電荷耦合 攝像器件1和現(xiàn)場可編程門陣列3連接，現(xiàn)場可編程門陣列3連接有A觸發(fā)信號接口 4、 B觸發(fā)信號接口 5、交通燈信號接口 6和網(wǎng)絡接口 7。
電荷耦合攝像器件1用于采集機動車的圖像信號，由SONY公司生產(chǎn)，型號ICX274 (ICX274為Bayer濾色器的彩色面陣CCD,其光敏像素單元陣列的Bayer排列方式如 圖7所示)，像素200萬，有效像素1600*1200，具體電路參考SONY公司網(wǎng)站公開的 資料。
電荷耦合攝像器件前端電路2由ANALOG DEVICES公司設計生產(chǎn)，型號 AD9923A，具體電路參考ANALOG DEVICES公司網(wǎng)站公開的資料。該電路在現(xiàn)場可 編程門陣列3的控制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序并驅動電荷 耦合攝像器件，讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為 BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列3。
現(xiàn)場可編程門陣列3由Xilinx公司設計生產(chǎn)，型號XC5VFX200T,具體電路參考 Xilinx公司網(wǎng)站公開的資料?，F(xiàn)場可編程門陣列3完成BAYER格式的數(shù)字圖像信號至 RGB格式的數(shù)字圖像信號再至YUV格式的數(shù)字圖像信號的轉換；車牌識別；YUV格式的 數(shù)字圖像信號的壓縮；機動車交通違章(閣紅燈、超速)的監(jiān)控；車牌識別數(shù)據(jù)和圖像 壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)向客戶端的傳輸。
BAYER格式的數(shù)字圖像信號至RGB格式的數(shù)字圖像信號的轉換(以圖7中6、 7、 10、
ll點為例說明)
設圖7中6、 7、 10、 11點的RGB值分別為R6、 G6、 B6、 R7、 G7、 B7、 R10、 G10、 B10、 Rll、 Gll、 Bll，用V1、 V2、 V3......V16表示各點經(jīng)相關雙采樣得到的電
壓值。則各點的RGB的計算方法為
R6=(V5+V7)/2G6=V6
B6=(V2+V10)/2 R7=V7
G7=(V3+V6+V8+V11 )/4
B7=(V2+V4+V 10+V12)/4
R10=(V5+V7+V13+V15)/4
G10=(V6+V9+V1 l+V14)/4
B10=V10
Rll=(V7+V15)/2
G11=V11
Bll=(V10+V12)/2
RGB格式的數(shù)字圖像信號至YUV格式的數(shù)字圖像信號的轉換 設R、 G、 B、 Y 、 Cr、 Cb為轉換點的相應值，精度為8位整數(shù)，由R、 G、 B信號 值計算Y 、 Cr、 Cb信號值的算法為.-
0 10*0.7295+128 O = (5-y)* 0.5772+ 128
YUV格式的數(shù)字圖像信號壓縮壓縮算法參考"國際多灰度靜止圖像數(shù)字壓縮編碼
標準"，標準號為ISO 10918-1。
車牌識別的流程見圖ll，包括車牌定位、車牌傾斜校正、車牌字符分割、特征值變 換、根據(jù)樣本字庫識別車牌。車牌識別算法參考《車牌識別算法的研究與實現(xiàn)》(何 鐵軍，張寧，黃衛(wèi)，公路交通科技，第23巻第8期，2006年8月)。
機動車闖紅燈監(jiān)控
① 在監(jiān)控路段設置信號指示燈處安裝本發(fā)明所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器；
② 如圖8所示，在停車線處地面安裝B地感線圈15，設Pb為有機動車通過時與B 地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖；
③ 如圖9所示，在信號指示燈為紅燈的狀態(tài)下，本發(fā)明所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器中 的現(xiàn)場可編程門陣列3若接收到Pb的上沿，則表示有機動車闖紅燈，即產(chǎn)生抓拍信號， 記錄抓拍原因為闖紅燈。
機動車超速監(jiān)控
①在監(jiān)控路段設置信號指示燈處安裝本發(fā)明所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器；② 如圖8所示，在測速處地面安裝B地感線圈，與B地感線圈距離為L的地面安 裝A地感線圈，設Pa為有機動車通過時與A地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖，Pb為有 機動車通過時與B地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖；
③ 如圖10所示，本發(fā)明所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器中的現(xiàn)場可編程門陣列3若接收 到Pa、 Pb的上沿，則計算脈沖Pa、脈沖Pb的間隔時間T，用A地感線圈、B地感線 圈之間的距離L除以脈沖Pa、脈沖Pb的間隔時間T，得到機動車速度V，當車速超速 時，產(chǎn)生抓拍信號，并記錄抓拍原因為超速。
數(shù)據(jù)向客戶端的傳輸流程見圖15。
網(wǎng)絡接口 7由Realtek公司生產(chǎn)的網(wǎng)絡接口芯片，型號為RTL8201，具體電路參考 Realtek公司網(wǎng)站公開的資料。
A觸發(fā)信號接口 4、 B觸發(fā)信號接口 5和交通燈信號接口 6采用通用輸入輸出接口 (GPIO)。 實施例2
本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖4所示。與實施例l不同之處是增加 了電壓轉換電路ll，電壓轉換電路ll的輸入端與現(xiàn)場可編程門陣列3連接，其輸出端 與電荷耦合攝像器件1連接。電壓轉換電路11由SONY公司設計生產(chǎn)，型號CXD3400， 具體電路參考SONY公司網(wǎng)站公開的資料；電荷耦合攝像器件l、電荷耦合攝像器件前 端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接口4、 B觸發(fā)信號接口5、交通燈信號接 口 6和網(wǎng)絡接口 7的生產(chǎn)企業(yè)和型號與實施例1相同。
與實施例1相比，本實施例中的現(xiàn)場可編程門陣列3增加了為電荷耦合攝像器件1 提供驅動時序的功能(驅動時序設計參考SONY公司IXC274數(shù)據(jù)手冊)，電壓轉換電 路11將現(xiàn)場可編程門陣列3產(chǎn)生的驅動時序轉換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要 求的驅動時序傳送給電荷耦合攝像器件，用于驅動電荷耦合攝像器件；電荷耦合攝像器 件前端電路2則減少了功能，只完成讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬 信號并將其轉換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列3。
實施例3
本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖2所示。與實施例l不同之處是增加 了數(shù)字信號處理器8，數(shù)字信號處理器8分別與電荷耦合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可 編程門陣列3和網(wǎng)絡接口 7連接。數(shù)字信號處理器8是由TI公司生產(chǎn)的芯片，型號為 TMS320DM642，具體電路參考TI公司網(wǎng)站公開的資料。電荷耦合攝像器件l、電荷耦 合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接口4、 B觸發(fā)信號接口5、交通燈信號接口 6和網(wǎng)絡接口 7的生產(chǎn)企業(yè)和型號與實施例1相同。
與實施例l相比，本實施例中的現(xiàn)場可編程門陣列3減少了功能，其減少的功能由 數(shù)字信號處理器8完成。數(shù)字信號處理器8完成控制電荷耦合攝像器件前端電路2產(chǎn) 生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序；根據(jù)接收到的YUV格式的數(shù)字圖像 信號完成車牌識別，并將YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮；通過網(wǎng)絡接口7將車牌識 別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連 的客戶端。 實施例4
本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖5所示。與實施例3不同之處是增加 了電壓轉換電路ll，電壓轉換電路ll的輸入端與現(xiàn)場可編程門陣列3連接，其輸出端 與電荷耦合攝像器件1連接。電壓轉換電路11的生產(chǎn)公司和型號與實施例2相同；電 荷耦合攝像器件l、電荷耦合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接 口 4、 B觸發(fā)信號接口 5、交通燈信號接口 6和網(wǎng)絡接口 7和數(shù)字信號處理器8的生產(chǎn) 企業(yè)和型號與實施例3相同。
與實施例3相比，本實施例中的現(xiàn)場可編程門陣列3增加了為電荷耦合攝像器件1 提供驅動時序的功能，電壓轉換電路11將現(xiàn)場可編程門陣列3產(chǎn)生的驅動時序轉換成 符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序傳送給電荷耦合攝像器件，用于驅動電 荷耦合攝像器件；電荷耦合攝像器件前端電路2和數(shù)字信號處理器8則減少了功能。電 荷耦合攝像器件前端電路2的功能是讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模 擬信號并將其轉換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列3:數(shù)字信 號處理器8的功能是根據(jù)接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別，并將YUV 格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮；通過網(wǎng)絡接口 7將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌 識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶。
實施例5
本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖3所示。與實施例l不同之處是增加 了數(shù)字信號處理器8、圖像壓縮器9和微處理器10。微處理器10分別與攝像器件前端 電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、數(shù)字信號處理器8、圖像壓縮器9和網(wǎng)絡接口 7連接，數(shù) 字信號處理器8和圖像壓縮器9還與現(xiàn)場可編程門陣列3連接。數(shù)字信號處理器8是由 TI公司生產(chǎn)的芯片，型號為TMS320DM642，具體電路參考TI公司網(wǎng)站公開的資料； 圖像壓縮器9由TOKYO公司生產(chǎn)，型號為TE3310RPF，是一種高速圖像壓縮集成電 路，具體電路參考TOKYO公司網(wǎng)站公開的資料；微處理器10由ATMEL公司生產(chǎn)，型號為AT91RM9200，具體電路參考ATMEL公司網(wǎng)站公開的資料。電荷耦合攝像器件 1、電荷耦合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接口4、 B觸發(fā)信 號接口 5、交通燈信號接口 6和網(wǎng)絡接口 7的生產(chǎn)企業(yè)和型號與實施例1相同。
與實施例l相比，本實施例中的現(xiàn)場可編程門陣列3減少了功能，其減少的功能分 別由數(shù)字信號處理器8、圖像壓縮器9和微處理器10完成。數(shù)字信號處理器8的功能 根據(jù)來自現(xiàn)場可編程門陣列3的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別并將車牌識別數(shù) 據(jù)傳送給微處理器6;圖像壓縮器5的功能將來自現(xiàn)場可編程門陣列3的YUV格式的 數(shù)字圖像信號壓縮后傳送給微處理器6;微處理器10的功能控制電荷耦合攝像器件前 端電路2產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序；通過網(wǎng)絡接口 7將車牌
識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相
連的客戶端；對電荷耦合攝像器件前端電路的相關時序控制寄存器初始化，對圖像壓縮 器的相關控制寄存器初始化。微處理器10中安裝了圖12、圖13、圖14、圖15所述的 軟件。
實施例6
本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖6所示。與實施例5不同之處是增加 了電壓轉換電路ll，電壓轉換電路ll的輸入端與現(xiàn)場可編程門陣列3連接，其輸出端 與電荷耦合攝像器件1連接。電壓轉換電路11的生產(chǎn)公司和型號與實施例2相同；電 荷耦合攝像器件l、電荷耦合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接 口4、 B觸發(fā)信號接口5、交通燈信號接口6、網(wǎng)絡接口7、數(shù)字信號處理器8、圖像壓 縮器9和微處理器10的生產(chǎn)企業(yè)和型號與實施例5相同。
與實施例5相比，本實施例中的現(xiàn)場可編程門陣列3增加了為電荷耦合攝像器件1 提供驅動時序的功能，電壓轉換電路11將現(xiàn)場可編程門陣列3產(chǎn)生的驅動時序轉換成 符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序傳送給電荷耦合攝像器件，用于驅動電 荷耦合攝像器件；電荷耦合攝像器件前端電路2和微處理器IO則減少了功能。電荷耦 合攝像器件前端電路2的功能是讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信 號并將其轉換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列3;微處理器10 的功能通過網(wǎng)絡接口7將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù) 據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶端；對電荷耦合攝像器件前端電路的相關時序 控制寄存器初始化，對圖像壓縮器的相關控制寄存器初始化。
權利要求
1、一種智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于包括電荷耦合攝像器件(1)、電荷耦合攝像器件前端電路(2)和現(xiàn)場可編程門陣列(3)，電荷耦合攝像器件(1)用于采集機動車的圖像信號，所采集的圖像信號為BAYER格式的模擬信號，電荷耦合攝像器件前端電路(2)在現(xiàn)場可編程門陣列(3)控制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序并驅動電荷耦合攝像器件，讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列(3)，現(xiàn)場可編程門陣列(3)將來自電荷耦合攝像器件前端電路(2)的BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格式的數(shù)字圖像信號轉換為YUV格式的數(shù)字圖像信號，然后根據(jù)YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別，并將YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮，以及通過A觸發(fā)信號接口(4)、B觸發(fā)信號接口(5)、交通燈信號接口(6)接收地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號判斷機動車是否交通違章，通過網(wǎng)絡接口(7)將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶端。
2、 根據(jù)權利要求1所述的智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于還包括電壓轉換電路 (11),電壓轉換電路(11)將現(xiàn)場可編程門陣列(3)產(chǎn)生的驅動時序轉換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序傳送給電荷耦合攝像器件，電荷耦合攝像器件前 端電路(2)讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為BAYER 格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列(3)。
3、 一種智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于包括電荷耦合攝像器件(1)、電荷耦合 攝像器件前端電路(2)、現(xiàn)場可編程門陣列(3)和數(shù)字信號處理器(8)，電荷耦合攝像器件(1)用于采集機動車的圖像信號，所采集的圖像信號為BAYER 格式的模擬信號，電荷耦合攝像器件前端電路(2)在數(shù)字信號處理器(8)控制下產(chǎn)生符合電荷耦合 攝像器件接口電壓要求的驅動時序并驅動電荷耦合攝像器件，讀出電荷耦合攝像器件采 集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列(3)，現(xiàn)場可編程門陣列(3)將來自電荷耦合攝像器件前端電路(2)的BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格式的數(shù)字圖像信號轉換為YUV 格式的數(shù)字圖像信號，以及通過A觸發(fā)信號接口 (4)、 B觸發(fā)信號接口 (5)、交通燈信 號接口 (6)接收地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線圈觸發(fā)信號和交通 燈控制信號判斷機動車是否交通違章，然后將YUV格式的數(shù)字圖像信號和交通違章數(shù)據(jù) 傳送給數(shù)字信號處理器(8);數(shù)字信號處理器(8)根據(jù)接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別，并將 YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮，通過網(wǎng)絡接口 (7)將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù) 或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶端。
4、 根據(jù)權利要求3所述的智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于還包括電壓轉換電路 (11)，電壓轉換電路(11)將現(xiàn)場可編程門陣列(3)產(chǎn)生的驅動時序轉換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動時序傳送給電荷耦合攝像器件，電荷耦合攝像器件前 端電路(2)讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為BAYER 格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列(3)。
5、 一種智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于包括電荷耦合攝像器件(1)、電荷耦合 攝像器件前端電路(2)、現(xiàn)場可編程門陣列(3)、數(shù)字信號處理器(8)、圖像壓縮器(9) 和微處理器(10)，電荷耦合攝像器件(1)用于采集機動車的圖像信號，所采集的圖像信號為BAYER 格式的模擬信號，電荷耦合攝像器件前端電路(2)在微處理器控制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接 口電壓要求的驅動時序并驅動電荷耦合攝像器件，讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER 格式圖像模擬信號并將其轉換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列 (3)，現(xiàn)場可編程門陣列(3)將來自電荷耦合攝像器件前端電路(2)的BAYER格式的數(shù) 字圖像信號轉換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格式的數(shù)字圖像信號轉換為YUV 格式的數(shù)字圖像信號后分別向數(shù)字信號處理器(8)和圖像壓縮器(9)傳送，以及通過 A觸發(fā)信號接口 (4)、 B觸發(fā)信號接口 (5)、交通燈信號接口 (6)接收地感線圈觸發(fā) 信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號判斷機動車是否交通 違章，并將交通違章數(shù)據(jù)傳送給微處理器(10)，數(shù)字信號處理器(8)根據(jù)接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別并將車牌識別數(shù)據(jù)傳送給微處理器(6)，圖像壓縮器(5)將接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮后傳送給微處理器，微處理器(6)通過網(wǎng)絡接口 (7)將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、 圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶端。
6、 根據(jù)權利要求5所述的智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于還包括電壓轉換電路 (11),電壓轉換電路(11)將現(xiàn)場可編程門陣列(3)產(chǎn)生的驅動時序轉換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅動吋序傳送給電荷耦合攝像器件，電荷耦合攝像器件前 端電路(2)讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為BAYER 格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列(3)。
7、 權利要求1至6中任一權利要求所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器在監(jiān)控機動車闖紅燈 方面的應用。
8、 根據(jù)權利要求7所述的應用，其特征在于步驟如下.-① 在監(jiān)控路段設置信號指示燈處安裝權利要求1至6中任一權利要求所述智能交通 數(shù)字監(jiān)控器；② 在停車線處地面安裝B地感線圈(15)，設Pb (13)為有機動車通過時與B地感 線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖；③ 在信號指示燈為紅燈的狀態(tài)下，權利要求1至6中任一權利要求所述智能交通數(shù) 字監(jiān)控器中的現(xiàn)場可編程門陣列(3)若接收到Pb的上沿或下沿，則表示有機動車闖紅 燈，即產(chǎn)生抓拍信號，記錄抓拍原因為闖紅燈。
9、 權利要求1至6中任一權利要求所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器在監(jiān)控機動車超速方 面的應用。
10、 根據(jù)權利要求9所述的應用，其特征在于步驟如下-① 在監(jiān)控路段安裝權利要求1至6中任一權利要求所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器；② 在測速處地面安裝B地感線圈(15)，與B地感線圈(15)距離為L的地面安裝 A地感線圈(14)，設Pa(12)為有機動車通過時與A地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖， Pb (13)為有機動車通過時與B地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖；③ 權利要求1至6中任一權利要求所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器中的現(xiàn)場可編程門陣列 (3)若接收到Pa、 Pb的上沿或下沿，則計算脈沖Pa、脈沖Pb的間隔時間T，用A地感線圈(14)、 B地感線圈(15)之間的距離L除以脈沖Pa、脈沖Pb的間隔時間T，得 到機動車速度V,當車速超速時，產(chǎn)生抓拍信號，并記錄抓拍原因為超速。
全文摘要
一種集攝像、車牌識別、抓拍、測速和網(wǎng)絡傳輸功能于一體的智能交通數(shù)字監(jiān)控器，包括電荷耦合攝像器件、電荷耦合攝像器件前端電路和現(xiàn)場可編程門陣列。電荷耦合攝像器件采集機動車的圖像信號；電荷耦合攝像器件前端電路讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉換為數(shù)字圖像信號；現(xiàn)場可編程門陣列將BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格式的數(shù)字圖像信號轉換為YUV格式的數(shù)字圖像信號，同時完成車牌識別，YUV格式的數(shù)字圖像信號壓縮，根據(jù)接收的地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號判斷機動車是否交通違章，通過網(wǎng)絡接口將車牌識別、圖像壓縮和交通違章數(shù)據(jù)傳送到客戶端。
文檔編號G08G1/017GK101577050SQ200810148009
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權日2008年12月25日
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