一种违章检测装置及监控设备的制作方法

本实用新型涉及电子控制技术领域，具体而言，涉及一种违章检测装置及监控设备。

背景技术：

现有路口违章检测系统通常使用光敏电阻来检测环境光亮度，进而实现自动曝光，由于光敏电阻测量精度不高以及会受到温度等因素的影响，因此会导致对曝光控制不准确进而影响到违章车辆识别的准确率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种违章检测装置及监控设备，该违章检测装置采用环境光传感器采集当前环境的环境光亮度值，提高了环境光亮度值的检测精度，进而提高了违章车辆检测的准确率。

本实用新型是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种违章检测装置，包括环境光传感器、控制器及图像传感器，所述环境光传感器、所述图像传感器均与所述控制器电连接；所述环境光传感器用于采集当前环境的环境光亮度值，并将所述环境光亮度值发送至所述控制器；所述控制器用于根据所述环境光亮度值得到曝光时间，并根据所述曝光时间控制所述图像传感器采集车辆图像信息；所述控制器还用于提取所述车辆图像信息中的车牌信息，并根据具有相同车牌信息的连续多帧车辆图像信息判断所述车牌信息对应的车辆是否为违章车辆。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种监控设备，所述监控设备包括如第一方面所述的违章检测装置。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种违章检测装置及监控设备，所述违章检测装置通过环境光传感器采集当前环境的环境光亮度值，控制器根据环境光亮度值得到曝光时间，并根据曝光时间控制图像传感器采集车辆图像信息。由于环境光传感器具有更高的采集精度，且不会受到温度的影响，具有更高的稳定性，随着环境光亮度值的检测精度和稳定性的提高，所述控制器得到的曝光时间更精准，所述图像传感器采集的车辆图像信息也会更加清晰，进而提高了违章检测装置对识别违章车辆的准确率。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

图1示出了本实用新型所提供的监控设备的环境示意图；

图2示出了本实用新型所提供的违章监测装置的结构框图；

图3示出了本实用新型所提供的环境光传感器的电路连接示意图；

图4示出了本实用新型所提供的图像传感器的电路连接示意图。

图标：1-监控设备；10-违章检测装置；11-环境光传感器；111-光电二极管；112-放大器；113-模数转换器；114-滤波器；115-I2C接口模块；12-图像传感器；13-控制器；14-补光灯；15-存储器；16-通信模块；17-电源模块；2-监控终端。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的监控设备1的应用环境示意图，所述监控设备1与监控终端2通信连接，所述监控设备1用于根据采集的车辆图像信息识别车辆的违章行为，并向监控终端2发送违章车辆的车牌信息和车辆图像信息，以便监控终端2及时监测到车辆的违章行为，例如，车辆闯红灯、违停、逆行、压线及非法转弯等违章行为。同时，所述监控设备1还向监控终端2发送相应的监控录像进行保存，以便通过监控终端2调出监控录像对违章行为进行确认。在本实施例中，该监控设备1可以是电子眼。

如图2所示，本实用新型实施例提供的违章检测装置10的结构框图，所述违章检测装置10可应用在上述的监控设备1中，所述违章检测装置10包括环境光传感器11、控制器13及图像传感器12，所述环境光传感器11、图像传感器12均与控制器13电连接。

在本实施例中，所述环境光传感器11用于采集当前环境的环境光亮度值，并将所述环境光亮度值发送至所述控制器13。可以理解，当前环境是指所述环境光传感器11安装位置的环境。

如图3所示，所述环境光传感器11包括光电二极管111、放大器112、滤波器114及模数转换器113(Analog-to-Digital Converter，ADC)，所述光电二极管111、放大器112、滤波器114及所述模数转换器113依次电连接，所述模数转换器113与所述控制器13电连接。

在本实施例中，所述光电二极管111用于将所述当前环境的光信号转换成电信号。

在本实施例中，所述放大器112用于将所述电信号进行放大处理得到放大电信号，所述放大器112可以采用电流放大器。

在本实施例中，所述滤波器114用于将所述放大电信号进行滤波处理得到滤波信号，所述滤波器114滤除所述放大信号中的干扰波，例如，所述放大电信号为5V的直流信号，所述干扰波为频率为100Hz的交流信号，则所述滤波器114将频率为100Hz的交流信号进行滤除，保留5V的直流信号，所述滤波器114可以采用低通滤波器(Low Pass Filter，LPF)。

在本实施例中，所述模数转换器113用于将所述滤波信号进行模数转换，得到所述环境光亮度值，并将所述环境光亮度值发送至所述控制器13。

进一步地，所述环境光传感器11还包括I2C接口模块115，所述模数转换器113通过所述I2C接口模块115与所述控制器13电连接。所述环境光传感器11通过所述I2C接口模块115将所述环境光亮度值发送至所述控制器13。

所述I2C接口模块115包括第一数据端SDA和第一时钟端SCL，所述第一数据端SDA和所述第一时钟端SCL均与控制器13电连接。所述I2C接口模块115通过所述第一数据端SDA和第一时钟端SCL将所述环境光亮度值发送至所述控制器13。

例如，当所述I2C接口模块115空闲时，所述第一数据端SDA和第一时钟端SCL均为高电平，当所述第一时钟端SCL为高电平期间，所述第一数据端SDA由高电平向低电平变化表示起始信号，则所述I2C接口模块115开始向所述控制器13传送环境光亮度值，当所述第一时钟端SCL为高电平期间，所述第一数据端SDA由低电平向高电平变化表示终止信号，所述I2C接口模块115向所述控制器13传送环境光亮度值完毕。

在另一实施例中，所述环境光传感器11还可以通过通用异步收发(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)接口模块或串行外设(Serial Peripheral Interface，SPI)接口模块将所述环境光亮度值发送至所述控制器13。

在本实施例中，所述控制器13中可预先设置环境光亮度值与曝光时间的对应关系，所述控制器13在获取到环境光传感器11发送的环境光亮度值时，可根据预先设置的对应关系获得该环境光亮度值对应的曝光时间，并将该曝光时间发送至图像传感器12。在本实施例中，若当前环境的环境光亮度值较大，则其对应的曝光时间较短；若当前环境的环境光亮度值较小，则其对应的曝光时间较长。例如，若所述环境光传感器11此时所处环境的亮度偏暗，得到的所述环境光亮度值为2，所述控制器13根据值为2的环境光亮度值及预先设置的对应关系得到对应的曝光时间为6；若所述环境光传感器11此时所处环境的亮度偏亮，得到的所述环境光亮度值为6，所述控制器13根据值为6的环境光亮度值及预先设置的对应关系得到对应的曝光时间为2。

在本实施例中，该图像传感器12根据接收的曝光时间可控制快门开启后的持续时间。例如，图像传感器12采集当前一帧车辆图像信息需要时间为1秒，若当前环境的亮度偏暗，接收的曝光时间为1秒，则图像传感器12在采集当前一帧车辆图像信息的整个时间段，控制快门一直保持打开状态，以增加光线进入量；若当前环境的亮度偏亮，接收的曝光时间为0.2秒，则所述图像传感器12在采集当前一帧车辆图像信息的整个时间段，控制快门打开的持续时间为0.2秒，关闭的持续时间为0.8秒，以减少光线进入量。因此，所述图像传感器12在不同亮度的环境下可以根据不同的曝光时间控制光线的进入量，使得采集的车辆图像信息更加精确。

如图4所示，所述图像传感器12包括输出端DOUT、第二数据端SDATA及第二时钟端SCLK，所述输出端DOUT、所述第二数据端SDATA及所述第二时钟端SCLK均与所述控制器13电连接。

在本实施例中，所述图像传感器12通过第二数据端SDATA和第二时钟端SCLK接收所述控制器13发送的曝光时间。

例如，当图像传感器12空闲时，所述第二数据端SDATA和第二时钟端SCLK均为高电平，当第二时钟端SCLK为高电平期间，所述第二数据端SDATA由高电平向低电平变化表示起始信号，则控制器13开始向所述图像传感器12传送曝光时间，当所述第二时钟端SCLK为高电平期间，所述第二数据端SDATA由低电平向高电平变化表示终止信号，所述控制器13向所述图像传感器12传送曝光时间完毕。

在本实施例中，所述图像传感器12通过所述输出端DOUT将所述车辆图像信息发送至所述控制器13。可以理解，所述输出端DOUT设置为多个，例如，图4中的DOUT0、DOUT1、DOUT2、DOUT3、DOUT4、DOUT5、DOUT6、DOUT7、DOUT8、DOUT9、DOUT10及DOUT11。

在本实施例中，所述图像传感器12可以采用CMOS传感器，所述CMOS传感器可以由光敏元件、放大元件、A/D转换器、存储元件、数字信号处理器和计算机接口电路等器件集成在一块硅片上组成。

在其他实施例中，所述图像传感器12还可以通过UART总线或SPI总线接收所述曝光时间。

在本实施例中，所述控制器13还用于提取所述车辆图像信息中的车牌信息，并根据具有相同车牌信息的连续多帧车辆图像信息判断所述车牌信息对应的车辆是否为违章车辆。

在本实施例中，所述控制器13对所述车辆图像信息进行处理的过程可包括：对所述车辆图像信息进行raw-rgb格式转换处理得到rgb格式的实时图像信息，对所述实时图像信息进行高斯模糊、HSV与灰度色彩转换、黑白部分边缘提取等预处理，并将经过预处理的实时图像信息的黑白部分进行二值化、闭环操作、轮廓查找和取矩形等处理后得到处理车牌图像信息并缓存，将该处理车牌图像信息进行矩形旋转与仿射变换、去铆钉、车牌区域倾斜矫正、统一尺寸、取车牌各个字符轮廓、取车牌各个字符矩形等处理，并存放处理后的字符相关数据；将各个字符缩放至固定比例并分割后，进行字符识别，得到车牌信息；根据具有相同车牌信息的连续多帧实时图像信息判断所述车牌信息对应的车辆是否为违章车辆；若所述车辆为违章车辆，将所述违章车辆对应的连续多帧车辆图像信息及所述违章车辆的车牌信息发送至所述监控终端2进行显示。

例如，所述控制器13用于在红灯时间段，分析具有相同车牌信息的连续多帧实时图像信息中的车辆是否有越过停止线后还在移动行为，若在所述具有相同车牌信息的至少一帧实时图像信息中的车辆出现越过停止线的行为，则均会判定为闯红灯违章行为；所述控制器13用于在设定时间内，分析具有相同车牌信息的连续多帧实时图像信息中的车辆位置未发生变化，则判定为违停行为；当具有相同车牌信息的连续多帧实时图像信息中的车辆行驶方向与设定不一致时，则判定为逆行行为；当连续多帧实时图像信息中车辆的角度发生变化时，则判定为非法转弯行为；若存在闯红灯违章行为、违停行为、逆行行为及非法转弯行为时，所述控制器13则会将违章车辆的车牌信息和多帧实时图像信息发送至所述监控终端2。其中，多帧实时图像可以为3帧-6帧。

在本实施例中，所述控制器13可根据从红绿灯装置接收的指令信息设置所述红灯时间段，所述控制器13根据红绿灯装置的指令信息实现与红绿灯装置进行实时同步工作，即所述控制器13根据红绿灯装置的指令信息判别红灯时间段、绿灯时间段和黄灯时间段，并对红灯时间段的车辆图像信息进行闯红灯、违停、逆行、压线及非法转弯等行为进行识别，对绿灯时间段和黄灯时间段的车辆图像信息进行违停、逆行、压线及非法转弯等行为进行识别。

在本实施例中，一帧车牌图像信息可能包含有一个车牌信息，一帧车牌图像信息还可能包含有多个车牌信息。

在本实施例中，所述控制器13可以采用现场可编程逻辑门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)芯片、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)芯片、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)芯片或数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)芯片。

在本实施例中，所述违章检测装置10还进一步包括补光灯14，所述补光灯14与所述控制器13电连接。

所述控制器13还用于根据所述环境光亮度值控制所述补光灯14开启或关闭。

在本实施例中，当环境光亮度值小于或等于预设值(例如，4)时，控制器13控制所述补光灯14开启，以提高环境光传感器11所处环境的亮度；当环境光亮度值大于该预设值时，控制器13控制所述补光灯14关闭。

在本实施例中，所述违章检测装置10还进一步包括存储器15，所述存储器15与所述控制器13电连接。

所述存储器15用于缓存所述控制器13接收的所述车辆图像信息。可以理解，所述存储器15用于缓存实时图像信息和处理车牌图像信息，所述控制器13先将经过处理的处理车牌图像信息缓存在所述存储器15中，所述控制器13对所述处理车牌图像信息进行后续处理时，再从所述存储器15中提取所述处理车牌图像信息。通过所述存储器15可以增大所述控制器13的数据缓存容量，进而提高所述控制器13的处理速度。

所述存储器15可以采用双倍速率同步动态随机存储器15(Double Data Rate，DDR)。

在本实施例中，所述违章检测装置10还进一步包括通信模块16，所述通信模块16与所述控制器13电连接，所述通信模块16与监控终端2通信连接。

在本实施例中，所述控制器13还用于在所述车牌信息对应的车辆为违章车辆时，将所述违章车辆对应的所述连续多帧车辆图像信息及所述违章车辆的车牌信息通过所述通信模块16发送至所述监控终端2。所述通信模块16还用于将实时图像信息进行压缩得到监控录像，并将所述监控录像发送至所述监控终端2。

所述通信模块16包括通信芯片和通信接口，所述通信芯片与所述控制器13、所述通信接口均电连接，所述通信接口与监控终端2通信连接。

所述通信芯片用于将所述连续多帧实时图像信息及所述违章车辆的车牌信息进行压缩，并通过所述通信接口将压缩后的所述连续多帧车辆图像信息及所述违章车辆的车牌信息发送至所述监控终端2。所述通信芯片还用于将所述实时图像信息进行压缩得到监控录像，并通过所述通信接口将所述监控录像发送至所述监控终端2。

所述通信芯片可采用数字信号处理技术(Digital Signal Processing，DSP)芯片，所述DSP芯片可采用TI公司达芬奇系列的芯片。

所述通信接口可采用网络接口或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口。

在本实施例中，所述车牌识别装置还进一步包括电源模块17，所述电源模块17与所述环境光传感器11、控制器13、图像传感器12、补光灯14、存储器15、通信模块16均电连接。

所述电源模块17用于为所述环境光传感器11、控制器13、图像传感器12、补光灯14、存储器15、通信模块16提供工作所需电压。

综上所述，所述违章检测装置通过环境光传感器采集当前环境的环境光亮度值，并将所述环境光亮度值发送至所述控制器，所述控制器根据所述环境光亮度值得到曝光时间，并根据所述曝光时间控制所述图像传感器采集车辆图像信息，所述控制器提取所述车辆图像信息中的车牌信息，并根据具有相同车牌信息的连续多帧车辆图像信息判断所述车牌信息对应的车辆是否为违章车辆。由于环境光传感器具有更高的采集精度，且不会受到温度的影响，具有更高的稳定性，随着环境光亮度值的检测精度和稳定性的提高，所述控制器得到的曝光时间更精准，所述图像传感器采集的车辆图像信息也会更加清晰，进而提高了违章检测装置对识别违章车辆的准确率。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。