专利名称：一种基于视频的车辆闯红灯监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交通管理装置，尤其是涉及一种基于视频应用于车辆闯红灯 的智能监测装置，属于智能交通监控领域。
背景技术：
目前国内对闯红灯监测技术方案多为在道路下埋设感应线圈，在感知闯红灯车辆 后进行自动抓拍。这种线圈触发的方案是在每条车道的红灯等待线下埋设一个检测线圈， 检测线圈接入线圈控制器，线圈控制通过I/O卡接入工业控制计算机；红灯信号由红绿灯 控制器接入I/O卡提供给工业控制计算机；每车道都对应有一个近景摄像机，一个补光装 置和一个车牌识别器车牌识别器通过网络接口接入工业控制计算机；再将一个远景摄像 机通过视频分配器将该远景摄像机的视频信号分为两路经多路视频采集卡接入工业控计 算机。在进行闯红灯检测时，闯红灯车辆压到检测线圈，检测线圈输出触发信号，如果此时 红绿灯控制器输出的是红灯信号，则由近景摄像机拍摄该闯红灯车辆的一帧图片并根据拍 摄的一帧图片来识别该闯红灯车辆的车牌；同时由远景摄像摄连续拍摄该闯红灯车辆的多 张图片，连续拍摄的图片可以是三张，拍摄每张图片之间的时间间隔可以预先设定，所连续 拍摄的三张图片便可以构成闯红灯的证据图片。这种现有技术的线圈触发方式主要不足是埋设感应线圈工程量大，以及线圈易受 到雨水侵蚀等原因导致触发失效。而视频检测的方法具有处理速度快、安装维护便捷且费 用较低、可监视范围广、可获取更多种类的交通参数、实时性好、可扩展性强等诸多优点，因 而逐渐成为交通监测的主流。
实用新型内容本实用新型提供一种基于视频的车辆闯红灯监测装置，该实用新型可以很好地克 服现有技术存在的感应线圈方式工程量大，以及线圈易受到雨水侵蚀等原因导致触发失效 的技术问题，基于视频的车辆闯红灯监控装置方便安装，实时性好，识别过程准确快速，可 扩展性强。本实用新型提供一种基于视频的车辆闯红灯监测装置的具体实施方式
，一种基于 视频的车辆闯红灯监测装置，包括前端设备和中心设备，前端设备包括摄像机、前端光端 机、交换机、抓拍机、闪光灯和红灯信号转发器，中心设备包括中心光端机和中心服务器，摄 像机摄取路口视频，视频信号经过前端光端机和中心光端机传给中心服务器；中心服务器 (9)通过中心光端机(8)和前端光端机( 与红灯信号转发器(7)相连，中心服务器(9)与 抓拍机(4)相连，控制抓拍机(4)和闪光灯( 获取抓拍图像，抓拍图像通过交换机(3)、 前端光端机( 和中心光端机(8)传回给中心服务器(9)。中心服务器对视频信号进行采 集和处理，结合红灯信号转发器的红灯信号进行违章判断，控制抓拍机和闪光灯获取抓拍 图像，通过交换机、前端光端机和中心光端机传回中心服务器保存违章结果。作为本实用新型进一步的实施方式，中心服务器进一步内置有视频采集卡，视频 采集卡采集模拟视频信号，网络接收器接收红灯信号，网卡获取从网线传来的高清图片，传 送抓拍控制信号，视频闯红灯监测模块综合各信号进行违章判断处理，并将结果保存在违章数据库中。作为本实用新型进一步的实施方式，车辆闯红灯监测装置进一步包括闯红灯监测 模块，闯红灯监测模块包括图像采集模块、路口参数设置模块、车辆监测模块、违章检测模 块、抓拍机管理模块、违章信息管理模块。图像采集模块进行图像采集，获取图像视频帧传 送至车辆监测模块，并由违章检测模块结合车道属性和信号灯状态进行违章检测，抓拍机 管理模块在车辆违章时向抓拍机发出抓拍指令，闪光灯获取抓拍图像，图像传送到违章信 息管理模块进行存储，路口参数设置模块对路口信息系统参数进行设置，抓拍机管理模块 对抓拍机进行设置。作为本实用新型进一步的实施方式，车辆监测模块进一步包括车辆检测模块，车 辆跟踪模块和违章检测模块，车辆检测模块包括帧差、均值背景建模模块和背景差分模块， 车辆跟踪模块包括背景差分、均值偏移跟踪模块，违章检测模块对车辆驾驶行为判断和信 号状态结合进行违章检测。作为本实用新型进一步的实施方式，车辆闯红灯监测装置进一步包括闯红灯监测 界面模块，闯红灯监测界面模块包括标清全景监视区，抓拍结果高清图像，违章车辆特写图 像，抓拍结果列表以及当时的红灯状态。作为本实用新型进一步的实施方式，摄像机摄取路口视频，视频信号经过模拟信 号线、前端光端机、光纤和中心光端机传给中心服务器。作为本实用新型进一步的实施方式，中心服务器对视频信号进行采集和处理，结 合红灯信号转发器通过RS232/485总线传送的的红灯信号进行违章判断，控制抓拍机和闪 光灯获取抓拍图像，通过网线、交换机、前端光端机、中心光端机和光纤传回中心服务器保
存违章结果。作为本实用新型进一步的实施方式，闪光灯获取抓拍图像包括不少于三张的图 像，三张图像是包含信号灯和车辆并能看清车牌号码的高清图像，分别是体现红灯期间车 辆在停止线前、正穿越停止线、停止线后的三张图像。通过应用本实用新型实施方式所描述的基于视频的车辆闯红灯监测装置，使得安 装设置更加方便简洁、实时性好、可靠性高，识别过程准确快速，可扩展性强，对各种闯红 灯行为都能监测，可以有效提高交通管理水平。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型基于视频的车辆闯红灯监测装置的结构组成示意图；图2为本实用新型基于视频的车辆闯红灯监测装置的中心服务器的结构组成示 意图；图3为本实用新型基于视频的车辆闯红灯监测装置的闯红灯监测模块结构组成 示意图；图4为本实用新型基于视频的车辆闯红灯监测装置的闯红灯监测界面模块示意 图；[0022]图5为本实用新型基于视频的车辆闯红灯监测装置的工作流程示意图；其中1-摄像机、2-前端光端机、3-交换机、4-抓拍机、5-闪光灯、6-信号灯、7-红 灯信号转发器、8-中心光端机、9-中心服务器、10-网卡、11-视频采集卡、12-网络接收器、 13-闯红灯监测模块、14-闯红灯监测界面模块、15-图像采集模块、16-路口参数设置模块、 17-车辆监测模块、18-违章检测模块、19-抓拍机管理模块、20-违章信息管理模块。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部 的实施例。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。作为本实用新型一种基于视频的车辆闯红灯监测装置的具体实施方式
，如图1所 示为一种基于视频的车辆闯红灯监测装置在车辆闯红灯监测交通系统当中的一种典型应 用，一种基于视频的车辆闯红灯监测装置，包括前端设备和中心设备，前端设备包括摄像机 1、前端光端机2、交换机3、抓拍机4、闪光灯5和红灯信号转发器7，中心设备包括中心光端 机8和中心服务器9，摄像机1摄取路口视频，视频信号经过前端光端机2和中心光端机8 传给中心服务器9 ；摄像机1摄取路口视频，视频信号经过模拟信号线、前端光端机2、光纤 和中心光端机8传给中心服务器9。中心服务器9对视频信号进行采集和处理，结合红灯 信号转发器7通过RS232/485总线传送的的红灯信号进行违章判断，控制抓拍机4和闪光 灯5获取抓拍图像，通过网线、前端光端机2、交换机3、中心光端机8和光纤传回中心服务 器9保存违章结果。交通视频信号和红灯信号转换器检测红灯信号分别通过模拟信号线和 RS232/485传给路口光端机，通过光纤和中心光端机端机将信号传给中心服务器。作为一种 典型的实施方式，摄像机1采用标清摄像机，当然也可以采用高清摄像机，抓拍机4采用高 清抓拍机。标清摄像机获得交通视频信号和红灯信号转换器检测红灯信号传给服务器。服 务器内对视频信号进行采集、处理，结合红灯转换器进行违章判断，由此发信号控制抓拍机 获取三张抓拍证据，最后保持违章结果。如图2的中心服务器的结构组成示意图所示，中心服务器9内置有视频采集卡11， 视频采集卡11采集模拟视频信号，网络接收器12接收红灯信号，网络接收器12为RS232 接收器。网卡10获取从网线传来的高清图片，传送抓拍控制信号，视频闯红灯监测模块综 合各信号进行违章判断处理，并将结果保存在违章数据库中。如图3所示的车辆闯红灯监测装置包括闯红灯监测模块13，闯红灯监测模块13包 括图像采集模块15、路口参数设置模块16、车辆监测模块17、违章检测模块18、抓拍机管理 模块19和违章信息管理模块20。车辆监测模块17包括车辆检测模块，车辆跟踪模块和违章检测模块，车辆检测模 块包括帧差、均值背景建模模块和背景差分模块，车辆跟踪模块包括背景差分、均值偏移跟 踪模块，违章检测模块对车辆驾驶行为判断和信号状态结合进行违章检测。车辆跟踪模块 对车辆进行检测与跟踪，车辆检测模块采用基于帧差法和均值法的背景建模方法和背景差 分法进行检查，车辆跟踪采用背景差分和均值偏移方法结合的跟踪方法；违章检测模块结 合车辆跟踪信息与红灯信号进行车辆违章判断。抓拍机管理模块19在车辆违章时向抓拍 摄像机发出抓拍指令，闪光灯5获取抓拍图像包括不少于三张的图像，抓拍的三张证据图是包含信号灯和车辆并能看清车牌号码的高清图像，分别是体现红灯期间车辆在停止线 前、正穿越停止线、停止线后的三张图像，图像传送到违章信息管理模块进行存储。如图4所示，车辆闯红灯监测装置包括闯红灯监测界面模块14，闯红灯监测界面 模块14包括标清全景监视区，抓拍结果高清图像，违章车辆特写图像，抓拍结果列表以及 当时的红灯状态。标清全景监视区可以看到现场的全景视频，抓拍结果列表包括车编号、所 属车道、车速、车状态、行车时间，以及当时的红灯状态。如图5所示为监测装置的工作流程示意图，摄像机1的摄像头开始图像采集，采集 图像的视屏帧，车辆跟踪模块根据算法参数、模型参数，以及车道属性，依据一定的算法进 行车辆跟踪。违章检测模块18结合车道属性和信号灯状态进行违章检测，并控制抓拍机对 违章车辆的图像进行抓拍，同时将抓拍图像存入违章信息管理模块20的违章信息管理数 据库，同时违章检测模块也将得出的车辆违章信息存入违章信息管理模块20的违章信息 管理数据库，并进行违章信息管理。路口参数设置模块16能对路口信息系统参数进行设 置。抓拍机管理模块19能够对抓拍机4进行设置，并设置抓拍机属性图像格式。本实用新型将车辆闯红灯的视频通过摄像机摄取进行分析，对车辆进行检查跟 踪，对其驾驶行为结合红灯信号进行违章判断，通过抓拍取证。使交通管理部门能够获得闯 红灯车辆的三张体现违章过程的高清图片。违章说服力强，能督促驾驶员规范行车，规范交 通秩序。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种基于视频的车辆闯红灯监测装置，包括前端设备和中心设备，其特征在于所 述的前端设备包括摄像机(1)、前端光端机( 、交换机C3)、抓拍机、闪光灯( 和红灯 信号转发器(7)，所述的中心设备包括中心光端机(8)和中心服务器(9)，摄像机(1)摄取 路口视频，视频信号经过前端光端机( 和中心光端机(8)传给中心服务器(9)；中心服务 器(9)通过中心光端机(8)和前端光端机( 与红灯信号转发器(7)相连，中心服务器(9) 与抓拍机⑷相连，控制抓拍机⑷和闪光灯(5)获取抓拍图像，抓拍图像通过交换机(3)、 前端光端机( 和中心光端机(8)传回给中心服务器(9)。
2.根据权利要求1所述的一种基于视频的车辆闯红灯监测装置，其特征在于所述的 中心服务器(9)内置有视频采集卡(11)，视频采集卡(11)采集模拟视频信号，网络接收器 (12)接收红灯信号，网卡(10)获取从网线传来的高清图片，传送抓拍控制信号，视频闯红 灯监测模块综合各信号进行违章判断处理，并将结果保存在违章数据库中。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于视频的车辆闯红灯监测装置，其特征在于所 述的车辆闯红灯监测装置包括闯红灯监测模块(13)，闯红灯监测模块(1 包括图像采集 模块(1 、路口参数设置模块(16)、车辆监测模块(17)、违章检测模块(18)、抓拍机管理模 块(19)和违章信息管理模块(20)，图像采集模块(1 进行图像采集，获取图像视频帧传 送至车辆监测模块(17)，并由违章检测模块(18)结合车道属性和信号灯状态进行违章检 测，抓拍机管理模块(19)在车辆违章时向抓拍机(4)发出抓拍指令，闪光灯( 获取抓拍 图像，图像传送到违章信息管理模块00)进行存储，路口参数设置模块(16)对路口信息系 统参数进行设置，抓拍机管理模块(19)对抓拍机(4)进行设置。
4.根据权利要求3所述的一种基于视频的车辆闯红灯监测装置，其特征在于所述的 车辆监测模块(17)包括车辆检测模块，车辆跟踪模块和违章检测模块，车辆检测模块包括 帧差、均值背景建模模块和背景差分模块，车辆跟踪模块包括背景差分、均值偏移跟踪模 块，违章检测模块对车辆驾驶行为判断和信号状态结合进行违章检测。
5.根据权利要求4所述的一种基于视频的车辆闯红灯监测装置，其特征在于所述的 车辆闯红灯监测装置包括闯红灯监测界面模块(14)，闯红灯监测界面模块(14)包括标清 全景监视区，抓拍结果高清图像，违章车辆特写图像，抓拍结果列表以及当时的红灯状态。
6.根据权利要求1、2、4、5中任一权利要求所述的一种基于视频的车辆闯红灯监测装 置，其特征在于所述的摄像机(1)摄取路口视频，视频信号经过模拟信号线、前端光端机 (2)、光纤和中心光端机(8)传给中心服务器(9)。
7.根据权利要求6所述的一种基于视频的车辆闯红灯监测装置，其特征在于所述的 中心服务器(9)对视频信号进行采集和处理，结合红灯信号转发器(7)通过RS232/485总 线传送的的红灯信号进行违章判断，控制抓拍机(4)和闪光灯( 获取抓拍图像，通过网 线、前端光端机O)、交换机(3)、中心光端机(8)和光纤传回中心服务器(9)保存违章结果
专利摘要本实用新型公开了一种基于视频的车辆闯红灯监测装置，包括前端设备和中心设备，前端设备包括摄像机、前端光端机、交换机、抓拍机、闪光灯和红灯信号转发器，中心设备包括中心光端机和中心服务器，摄像机摄取路口视频，视频信号经过前端光端机和中心光端机传给中心服务器；中心服务器对视频信号进行采集和处理，结合红灯信号转发器的红灯信号进行违章判断，控制抓拍机和闪光灯获取抓拍图像，通过交换机、前端光端机和中心光端机传回中心服务器保存违章结果。本实用新型安装设置方便简洁、实时性好、可靠性高，识别过程准确快速，可扩展性强，对各种闯红灯行为都能监测，可以有效提高交通管理水平。
文档编号G08G1/054GK201845435SQ20102023630
公开日2011年5月25日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者任其昌, 孙晓, 李勋, 肖习雨, 舒小华, 苏志敏, 龙永红 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司