專利名稱：一種集中模式的車輛信息采集系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及視頻圖像處理技術和智能交通領域，特別涉及對于車牌識別和交通視頻圖像處理的集中模式的車輛信息采集系統。
背景技術：
車牌識別處理系統在交通監(jiān)控、交通管理、社會治安中扮演著重要的角色，在打擊超速行為和違法行為、震懾犯罪分子方面起了重要的作用，還能對逃逸車輛、被盜搶車輛和其他協查車輛布控，大大改善安全行車環(huán)境，同時服務于社會治安管理。
目前，市場上的車牌識別處理系統基本采用車輛檢測器-攝像機-采集卡-計算機(工控機)結構，該結構需要將交通視頻圖像處理和識別系統與通用圖像設備結合。這種結構存在以下問題1、交通視頻圖像處理和識別系統軟件在工控機中的運行，需要占用較多的工控機資源，受工控機性能限制，降低了系統的穩(wěn)定性，同時一臺工控機能夠處理的攝像機數量有限，增加了工控機的數量，也提高了系統的成本；2、前端裝置(攝像機和車輛檢測器)與工控機之間只能短距離傳輸數據，這樣導致很多路段的檢測點整個系統(包括計算機或工控機)因為距離限制安裝在室外，而野外道路往往容易造成工控機的被盜，另外室外環(huán)境復雜潮濕、灰塵、路邊震動、高(低)溫變化，增加了系統的故障率，減少了系統設備的使用壽命；3、進行車牌識別處理的各檢測點比較分散，各檢測點的系統設備也都相應的比較分散，這樣對各檢測點系統設備的管理和維護困難，維護成本高；4、用于車牌識別處理的硬件、軟件需要與工控機內其他通用設備和軟件結合，造成結構復雜，成本昂貴，安裝麻煩，維護困難，且出現故障時，無法分清具體出故障的系統，導致維修麻煩；
另外，一種嵌入式、一體化車牌識別器在市場上也有應用，該識別器采用了將車牌圖像處理的DSP處理器設備與攝像機集成一體化的結構。這種一體化結構的DSP處理器只能為一個攝像機服務，造成資源浪費；整個系統工作在各現場道路檢測點，處于室外環(huán)境，同時由于車牌識別設備需要在24小時各種環(huán)境下工作，導致系統不穩(wěn)定，維護困難；該系統需要將識別結果和車輛圖片等數據通過通信接口傳輸給主機，在某些情況下受到通信線路帶寬和布設情況的限制，不靈活。

發(fā)明內容
本實用新型是為了克服現有車牌識別處理系統的上述不足，而提供的一種集中模式的車輛信息采集系統，該集中模式的車輛信息采集系統結合嵌入式處理系統，將前端設備安裝在道路任意斷面上，控制主機安裝于需要的任意距離處遠端室內，通過實時通信，實現車輛信息自動采集。
本實用新型采取的技術方案是一種集中模式的車輛信息采集系統，包括至少一個圖像抓拍裝置，所述的圖像抓拍裝置，用于獲得視頻信號；至少一嵌入式板卡，所述的嵌入式板卡用于完成對視頻圖像的處理、識別過程，并將處理以后的數據通過PCI總線上傳給控制中心；一前端觸發(fā)板，所述的前端觸發(fā)板用于將多路車輛檢測器給出的I/O觸發(fā)信號轉換為一路串口信號，其輸入端與車輛檢測器輸出端相連；一后端觸發(fā)板，所述的后端觸發(fā)板用于將一路串口信號轉換為對應的多路I/O觸發(fā)信號，其輸出端與嵌入式板卡的輸入端相連；一后端控制板，用于從嵌入式板卡的輸出端獲得多路成像控制信號并將其轉為一路輸出，后端控制板的輸入端與嵌入式板卡輸出端相連；一前端控制板，用于將接收到的一路信號轉換為對應的多路成像控制命令，并傳給對應的圖像抓拍裝置，確定控制板的輸出端與圖像抓拍裝置輸入端相連；以及，一通信設備，適合多種距離傳輸信息；該通信設備的第一輸入端與圖像抓拍裝置輸出端相連，通信設備的第一輸出端與嵌入式板卡的輸入端相連；通信設備的第二輸入端與前端觸發(fā)板的輸出端相連，通信設備的第二輸出端與后端觸發(fā)板的輸入端相連；通信設備的第三輸入端與后端控制板相連，通信設備的第三輸出端與前端控制板的輸入端相連。
上述一種集中模式的車輛信息采集系統，其中，所述的圖像抓拍裝置主要由攝像機和補光燈構成。
上述一種集中模式的車輛信息采集系統，其中，所述的嵌入式板卡包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、觸發(fā)控制接口模塊、PCI總線接口模塊及中心控制模塊，所述的圖像采集模塊、圖像處理模塊以及PCI總線接口模塊順序相連，中心控制模塊與圖像采集模塊、圖像處理模塊、觸發(fā)控制接口模塊、PCI總線接口模塊雙向連接；所述圖像抓拍裝置將由通信設備傳來的視頻信號送入所述圖像采集模塊，所述圖像采集模塊對獲得的視頻信號進行模數轉換后送入圖像處理模塊，所述圖像處理模塊的圖像預處理模塊根據圖像特征生成成像控制命令；上述一種集中模式的車輛信息采集系統，其中，所述的前端觸發(fā)板、后端觸發(fā)板、前端控制板和后端控制板由單片機構成。
上述一種集中模式的車輛信息采集系統，其中，所述的嵌入式板卡，插在工控機的PCI插槽上，獨立于工控機進行交通視頻圖像處理工作。
上述一種集中模式的車輛信息采集系統，其中，還包括至少一個車輛檢測器，所述的車輛檢測器為通用車輛檢測設備，包括線圈檢測器，或微波檢測器，或激光檢測器，或紅外檢測器；當有車輛通過該車輛檢測器時，給出觸發(fā)信號。
上述一種集中模式的車輛信息采集系統，其中，所述的嵌入式板卡對應多路車輛檢測器和多部圖像抓拍裝置實時通信，獲得多路車輛檢測器的觸發(fā)信號，發(fā)送給多部圖像抓拍裝置成像控制命令信號，采集來自多部成像抓拍裝置的視頻信號。
上述一種集中模式的車輛信息采集系統，其中，所述的通信設備為通用的通信視頻信號、數字信號傳輸設備，包括光端機，或RS485/422線，或微波、或光纜、或線纜。
上述一種集中模式的車輛信息采集系統，其中，所述系統進一步包括測速板，其輸入端與車輛檢測器相連，獲得車輛檢測器的檢測信號，通過該測速板獲得車輛瞬時行駛速度，輸出到通信設備，通過該通信設備將該速度數據上傳給控制中心。
由于本實用新型采用了以上的技術方案，與相應技術相比，具有積極的效果1、本實用新型中，嵌入式板卡、后端控制板等可設置在距前端抓拍裝置任意距離的室內，既可以集中放置于指揮中心，也可以放置于不同的報警點或管理處；系統工作所需要的視頻信號和車輛檢測器的觸發(fā)信號直接通過通信設備從現場傳輸，保證了遠端室內設備與前端設備的實時數據交互；2、本實用新型采用的嵌入式板卡，插在工控機的PCI插槽上，對視頻圖像的處理、識別過程獨立于工控機完成，無需占用工控機的CPU時間，因此一臺工控機可以同時處理多塊嵌入式板卡的數據，每塊嵌入式板卡處理完以后的數據通過PCI總線傳給工控機；3、一塊嵌入式板卡可同時處理多部圖像抓拍裝置的視頻圖像，獲得多個車道的車輛信息(包括車輛圖像信息、車牌信息等)，同時可接收多部車輛檢測器的觸發(fā)信號、發(fā)送多路成像控制命令給抓拍裝置，前端觸發(fā)板與后端觸發(fā)板一一對應，且一套觸發(fā)板可傳輸多路車輛檢測器的觸發(fā)信號；前端控制板與后端控制板一一對應，且一套控制板可傳輸多路成像控制命令。


本實用新型的具體特征性能由以下的實施例及其附圖進一步描述。
圖1是本實用新型集中模式的車輛信息采集系統的一種實施例的電方框圖。
圖2是圖1本實用新型集中模式的車輛信息采集系統的具體結構示意圖。
圖3是本實用新型集中模式的車輛信息采集系統的另一種實施例的電方框圖。
圖4是圖3本實用新型集中模式的車輛信息采集系統的具體結構示意圖。
圖5是本實用新型集中模式的車輛信息采集系統距離附近室內的系統圖。
圖6是本實用新型集中模式的車輛信息采集系統距離遠端室內的系統圖。
圖7是本實用新型集中模式的車輛信息采集系統距離附近室內時與其他設備連接示意圖(單向兩車道)。
圖8是本實用新型集中模式的車輛信息采集系統距離遠端室內時與其他設備連接示意圖(單向兩車道)。
具體實施方式
請參閱圖1。本實用新型一種集中模式的車輛信息采集系統，包括至少一個用于獲得車輛或/和車牌的視頻信號的圖像抓拍裝置11；所述的圖像抓拍裝置主要由攝像機和補光燈構成。至少一個車輛檢測器12，所述的車輛檢測器用于獲得檢測車輛的觸發(fā)信號。所述的車輛檢測器為通用車輛檢測設備，包括線圈檢測器，或微波檢測器，或激光檢測器，或紅外檢測器；當有車輛通過該車輛檢測器時，發(fā)出觸發(fā)信號。至少一嵌入式板卡13，該嵌入式板卡用于完成對視頻圖像的處理、識別過程，并將處理以后的數據通過PCI總線上傳給控制中心100。嵌入式板卡包括圖像采集模塊131、圖像處理模塊132、觸發(fā)控制接口模塊133、PCI總線接口模塊134及中心控制模塊135，所述的圖像采集模塊、圖像處理模塊以及PCI總線接口模塊順序相連，中心控制模塊與圖像采集模塊、圖像處理模塊、觸發(fā)控制接口模塊、PCI總線接口模塊雙向連接；所述圖像抓拍裝置將由通信設備傳來的視頻信號送入所述圖像采集模塊，所述圖像采集模塊對獲得的視頻信號進行模數轉換后送入圖像處理模塊，所述圖像處理模塊根據圖像特征生成成像控制命令。所述的嵌入式板卡，插在控制中心例如工控機的PCI插槽上，獨立于工控機進行交通視頻圖像處理工作。嵌入式板卡與工控機組成控制主機。
本實用新型一種集中模式的車輛信息采集系統，還包括一前端觸發(fā)板14，所述的前端觸發(fā)板用于將多路車輛檢測器給出的I/O觸發(fā)信號轉換為一路串口信號，其輸入端與車輛檢測器輸出端相連；一后端觸發(fā)板15，所述的后端觸發(fā)板用于將一路串口信號轉換為對應的多路I/O觸發(fā)信號，其輸出端與嵌入式板卡的觸發(fā)控制接口相連。一后端控制板16，其輸入端與嵌入式板卡輸入端相連，用于從嵌入式板卡的輸出端獲得多路成像控制信號并將其轉為一路輸出；一前端控制板17，其輸出端與圖像抓拍裝置的輸入端相連，用于將接收到的一路信號轉換為對應的多路成像控制命令，并傳給對應的圖像抓拍裝置；所述的前端控制板和后端控制板由單片機構成。以及，一通信設備18，用于遠距離傳輸信息；該通信設備的第一輸入端與圖像抓拍裝置輸出端相連，通信設備的第一輸出端與嵌入式板卡的圖像采集模塊相連；通信設備的第二輸入端與前端觸發(fā)板的輸出端相連，通信設備的第二輸出端與后端觸發(fā)板的輸入端相連；通信設備的第三輸入端與后端控制板輸入端相連，通信設備的第三輸出端與前端控制板的輸入端相連。所述的通信設備為通用的通信視頻信號、數字信號傳輸設備，包括光端機，或RS485/422線，或微波、或光纜、或線纜。
圖2是圖1本實用新型集中模式的車輛信息采集系統的具體結構示意圖。其中，車輛檢測器有1～M個，圖像抓拍裝置有1～M個，嵌入式板卡有1～L個。所述的嵌入式板卡可與多路車輛檢測器和多部圖像抓拍裝置實時通信，獲得多路車輛檢測器的觸發(fā)信號，發(fā)送給多部圖像抓拍裝置成像控制命令信號，采集來自多部成像抓拍裝置的視頻信號。其他部件與圖1所示相同，連接方式相同。
圖3是本實用新型集中模式的車輛信息采集系統的另一種實施例的電方框圖。本實施例與上述實施例的不同點在于，所述系統進一步包括測速板，其輸入端與車輛檢測器相連，獲得車輛檢測器的檢測信號，通過該測速板獲得車輛瞬時行駛速度，輸出到通信設備，通過該通信設備將該速度數據上傳給控制中心。
圖4是本實用新型集中模式的車輛信息采集系統的另一種實施例的具體結構示意圖。其中，車輛檢測器有1～M個，圖像抓拍裝置有1～M個，嵌入式板卡有1～L個。所述的嵌入式板卡可與多路車輛檢測器和多部圖像抓拍裝置實時通信，獲得多路車輛檢測器的觸發(fā)信號，發(fā)送給多部圖像抓拍裝置成像控制命令信號，采集來自多部成像抓拍裝置的視頻信號。
本實用新型應用于交通卡口系統中，抓拍裝置安裝在檢測路段的龍門架上，嵌入式板卡可設置于檢測點附近或遠端的室內。請參閱圖5、圖6。
如果檢測點附件有便于放置控制主機的房子，則將控制主機設置在距離檢測點附件的室內，此時通信設備可采用簡單的線纜實時、快速的實現通信，無需光端機；如果嵌入式板卡設置在離檢測點較遠的室內，此時通信為了遠距離傳輸視頻信號時無損耗，需采用光端機等特殊的傳輸設備來完成視頻信號和成像控制信號的遠程傳輸工作。當檢測點處有車輛通過時，車輛檢測器給出觸發(fā)信號，由前端觸發(fā)板將其轉為適合遠距離傳輸的串口信號，然后傳給后端觸發(fā)板，后端觸發(fā)板將其轉為觸發(fā)信號，傳給嵌入式板卡，嵌入式板卡接收觸發(fā)信號后，發(fā)送成像控制命令給抓拍裝置，圖像抓拍裝置抓拍經過補光燈補光的車輛圖像，傳給嵌入式板卡后，板卡對其進行A/D轉換、并運行車牌識別算法，獲得車牌號碼、車牌圖像和顏色、瞬時行駛速度等需要的各種信息，并將這些信息通過PCI總線傳給工控機，這樣系統可以獲得通過該檢測點的所有車輛信息，當有黑名單車輛通過時，系統可報警、當檢測到超速車輛時，可報警并將該車輛牌照號寫入黑名單數據庫中。
由于一部工控機可同時插多個嵌入式板卡，每個板卡可與多路車輛檢測器和多部前端圖像抓拍裝置連接，因此可大量節(jié)約工控機資源，使通信快速。
請參閱圖7、圖8。本實用新型用于超速布控系統，檢測區(qū)間車速、獲得車輛旅行時間，對超速車輛進行報警、記錄處理當車輛經過檢測點1時，該處系統識別出車牌號碼并記錄車輛經過該處的時間，該處對應的室內嵌入式板卡通過PCI總線將這些數據傳給工控機，然后通過網絡傳給交通信息處理中心；當車輛抵達檢測點2時，該處車牌識別設備識別車牌號碼并記錄車輛通過該處的時間，該處對應的室內嵌入式板卡通過PCI總線將這些數據傳給工控機，然后通過網絡傳給交通信息處理中心，處理中心將檢測點1、2處車牌號碼進行比對，獲得該車通過檢測點1、2路段的旅行時間，在檢測點1、2距離已知的情況下，可得到車輛通過檢測點1、2路段的區(qū)間速度。當得出該車為超速車輛時，處理中心可將該車牌照號寫入黑名單庫，并進行處理，同時車輛旅行時間信息可發(fā)布、進行交通誘導。
本實用新型還可用于小區(qū)、停車場的車輛管理系統，高速公路收費、監(jiān)控管理系統，車牌管理、登錄、驗證系統，車流、車速統計、安全管理系統等。
本實用新型優(yōu)點在于
1、本實用新型將圖像抓拍裝置獲得的視頻信號傳到任意地點進行處理、識別，尤其是在環(huán)境好的室內進行處理，這樣可以保證系統的穩(wěn)定供電，這是系統長時間穩(wěn)定運行的前提；同時，室內環(huán)境可以提供合適的工作環(huán)境，完全滿足工控機防潮，防震，防高(低)溫的需要，保證系統穩(wěn)定運行；2、本實用新型中，嵌入式板卡對視頻圖像處理工作獨立于工控機，不受工控機性能及其系統軟件的影響，保證系統工作穩(wěn)定；嵌入式板卡通過PCI總線與工控機通信，保證通信實時、快速；3、本實用新型中，一塊觸發(fā)板可以與多路檢測器連接，一塊控制板可控制多部攝像機及補光燈，每一塊嵌入式板卡可處理多路視頻信號，每臺工控機又可與多塊嵌入式板卡實時通信，這樣一臺室內控制主機可同時處理多個檢測路段的數據，極大的提高了系統集中處理性能，簡化了系統結構，從而減少了故障源；4、本實用新型將圖像抓拍裝置獲得的視頻信號傳到任意地點進行處理、識別，使得對控制主機等設備的集中封閉管理和配置成為可能，大大減少了用戶的維護成本；同時使前端設備為適于野外工作環(huán)境的攝像機、車檢器和各種處理板等，將不適于野外工作環(huán)境的控制主機集中放在了遠端室內，這樣易于安裝、維護和解決防盜等問題，減少了用戶對室外設備的施工和維護成本；5、一塊觸發(fā)板可以與多路車輛檢測器連接，一塊控制板可控制多部攝像機及補光燈，每一塊嵌入式板卡可處理多路視頻信號，每臺工控機又可與多塊嵌入式板卡實時通信，這樣一臺室內控制主機可同時處理多個檢測路段的數據，減少了硬件數量，節(jié)約了成本。
6、對控制主機等設備的集中封閉管理和配置，便于用戶提供合適的工作環(huán)境，完全滿足工控機防潮，防震，防高(低)溫的需要，不僅可以保證系統穩(wěn)定運行，同時大大提高系統硬件的使用壽命。
7、本實用新型可實現對控制主機等設備的集中封閉管理和配置，提高了系統的可靠性和安全性。
8.嵌入式板卡插在工控機的PCI插槽內，獨立于工控機進行交通視頻圖像處理工作，安裝維護簡單、可靠性高。
權利要求1.一種集中模式的車輛信息采集系統，包括至少一個圖像抓拍裝置，所述的圖像抓拍裝置，用于獲得視頻信號；至少一嵌入式板卡，所述的嵌入式板卡用于完成對視頻圖像的處理、識別過程，并將處理以后的數據通過PCI總線上傳給控制中心；一前端觸發(fā)板，所述的前端觸發(fā)板用于將多路車輛檢測器給出的觸發(fā)信號轉換為一路串口信號，其輸入端與車輛檢測器輸出端相連；一后端觸發(fā)板，所述的后端觸發(fā)板用于將一路串口信號轉換為對應的多路觸發(fā)信號，其輸出端與嵌入式板卡的輸入端相連；一后端控制板，用于從嵌入式板卡的輸出端獲得多路成像控制信號并將其轉為一路輸出，后端控制板的輸入端與嵌入式板卡輸出端相連；一前端控制板，用于將接收到的一路信號轉換為對應的多路成像控制命令，并傳給對應的圖像抓拍裝置，確定控制板的輸出端與圖像抓拍裝置輸入端相連；以及，一通信設備，適合多種距離傳輸信息；該通信設備的第一輸入端與圖像抓拍裝置輸出端相連，通信設備的第一輸出端與嵌入式板卡的輸入端相連；通信設備的第二輸入端與前端觸發(fā)板的輸出端相連，通信設備的第二輸出端與后端觸發(fā)板的輸入端相連；通信設備的第三輸入端與后端控制板相連，通信設備的第三輸出端與前端控制板的輸入端相連。
2.根據權利要求1所述的一種集中模式的車輛信息采集系統，其特征在于，所述的圖像抓拍裝置主要由攝像機和補光燈構成。
3.根據權利要求1所述的一種集中模式的車輛信息采集系統，其特征在于，所述的嵌入式板卡包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、觸發(fā)控制接口模塊、PCI總線接口模塊及中心控制模塊，所述的圖像采集模塊、圖像處理模塊以及PCI總線接口模塊順序相連，中心控制模塊與圖像采集模塊、圖像處理模塊、觸發(fā)控制接口模塊、PCI總線接口模塊雙向連接；所述圖像抓拍裝置將由通信設備傳來的視頻信號送入所述圖像采集模塊，所述圖像采集模塊對獲得的視頻信號進行模數轉換后送入圖像處理模塊，所述圖像處理模塊根據圖像特征生成成像控制命令；
4.根據權利要求1所述的一種集中模式的車輛信息采集系統，其特征在于，所述的前端觸發(fā)板、后端觸發(fā)板、前端控制板和后端控制板由單片機構成。
5.根據權利要求1所述的一種集中模式的車輛信息采集系統，其特征在于，所述的嵌入式板卡，插在控制中心的PCI插槽上，獨立于系統其他設備和軟件進行交通視頻圖像處理工作。
6.根據權利要求1所述的一種集中模式的車輛信息采集系統，其特征在于，還包括至少一個車輛檢測器，所述的車輛檢測器為通用車輛檢測設備，包括線圈檢測器，或微波檢測器，或激光檢測器，或紅外檢測器；當有車輛通過檢測路段時，給出觸發(fā)信號。
7.根據權利要求1所述的一種集中模式的車輛信息采集系統，其特征在于，所述的嵌入式板卡與對應多路車輛檢測器和多部圖像抓拍裝置實時通信，獲得多路車輛檢測器的觸發(fā)信號，發(fā)送給多部圖像抓拍裝置成像控制命令信號，采集來自多部成像抓拍裝置的視頻信號。
8.根據權利要求1所述的一種集中模式的車輛信息采集系統，其特征在于，所述的通信設備為通用的通信視頻信號、數字信號傳輸設備，包括光端機，或RS485/422線，或微波、或光纜、或線纜。
9.根據權利要求1所述的一種集中模式的車輛信息采集系統，其特征在于，所述系統進一步包括測速板，其輸入端與車輛檢測器相連，獲得車輛檢測器的檢測信號，通過該測速板獲得車輛瞬時速度，輸出到通信設備，通過該通信設備將該速度數據上傳給控制中心。
專利摘要本實用新型公開了一種集中模式的車輛信息采集系統，包括至少一個圖像抓拍裝置；至少一嵌入式板卡，該嵌入式板卡用于完成對視頻圖像的處理、識別過程，并將處理以后的數據通過PCI總線上傳給控制中心；一將多路車輛檢測器給出的觸發(fā)信號轉換為一路串口信號的前端觸發(fā)板；一將一路串口信號轉換為對應的多路觸發(fā)信號的后端觸發(fā)板；一后端控制板和一前端控制板；以及一適合多種距離傳輸信息的通信設備。該集中模式的車輛信息采集系統結合嵌入式處理系統，將前端設備安裝在道路任意斷面上，控制主機安裝于需要的任意距離處遠端室內，通過實時通信，實現車輛信息自動采集。
文檔編號H04N7/18GK2857132SQ200520047399
公開日2007年1月10日 申請日期2005年12月12日 優(yōu)先權日2005年12月12日
發(fā)明者李月成, 裴建軍, 劉愛華, 徐尚鵬, 施明杰 申請人:上海高德威智能交通系統有限公司