闯红灯监控系统的制作方法

本实用新型涉及监控技术领域，尤其涉及一种闯红灯监控系统。

背景技术：

行人闯红灯是行人交通违法中最普遍、最明显、也是数量最多的一种交通违法行为。这种违法行为不仅对交通违法者本人的人身存在极大的危险，而且有碍道路畅通，更是造成交通事故发生的极大诱因。现有技术中对行人闯红灯监管都是依靠人力监控，这种监控方式费时、费力，效果差。因此，亟需科技手段对行人闯红灯进行自动抓拍，达到解放人力，实现科技强警目的。

技术实现要素：

鉴于以上内容，有必要提供一种闯红灯监控系统，能对闯红灯的用户进行自动抓拍，实时识别闯红灯的用户的身份，并对闯红灯的用户进行直观警示。

一种闯红灯监控系统，所述闯红灯监控系统包括显示设备、室外设备组件、监控处理设备及摄像设备，所述室外设备组件包括信号检测器，所述信号检测器连接至交通信号灯，以采集交通信号的状态信号，所述摄像设备包括处理设备，及与所述处理设备相连的接口一、图像传感器及接口二，所述接口一与所述信号检测器相连，以将所述信号检测器采集到的交通信号灯的状态信号传输至所述处理设备，所述接口二与所述监控处理设备相连，所述监控处理设备与所述显示设备相连；

当所述处理设备获取到交通信号灯的状态信号为红灯状态信号时，所述处理设备控制所述图像传感器拍摄所述交通信号灯所指示的禁止通行区域，以获得拍摄图片，所述处理设备还用于对所述拍摄图片进行处理，得到处理后的数据，并通过所述接口二将处理后的数据传输至所述监控处理设备；

所述监控处理设备接收所述摄像设备输出的处理后的数据，并从处理后的数据中获取人脸数据，将所述人脸数据与人脸数据库中人脸样本数据进行匹配；

所述显示设备用于显示与所述人脸数据匹配的信息，以对所述人脸数据对应的用户进行警示。

根据本发明优选实施例，所述室外设备组件还包括交换机，所述摄像设备通过所述交换机与所述监控处理设备相连，所述监控处理设备通过所述交换机与所述显示设备相连。

根据本发明优选实施例，所述室外设备组件还包括空气开关，所空气开关连接至所述交换机及信号检测器，以进行过流保护。

根据本发明优选实施例，所述室外设备组件还包括箱体及散热件，所述信号检测器、交换机、空气开关及所述散热件收容于所述箱体内，所述散热件用于对所述信号检测器及交换机进行散热。

根据本发明优选实施例，所述处理设备包括前端处理盒，所述前端处理盒设置于所述箱体内，用于对所述拍摄图片进行处理，得到处理后的数据，并通过所述接口二将处理后的数据传输至所述监控处理设备。

根据本发明优选实施例，所述监控处理设备包括人脸识别引擎，所述人脸识别引擎设置于交警支队的机房内，用于接收所述处理设备输出的处理后的数据，并从处理后的数据中获取人脸数据，将所述人脸数据与人脸数据库中人脸样本数据进行匹配。

根据本发明优选实施例，所述摄像设备还包括只读存储器，所述只读存储器用于固化程序代码，所述程序代码用于对所述拍摄图片进行处理，得到所述交通信号灯处于红灯状态时所指示的禁止通行区域内的人脸数据。

根据本发明优选实施例，所述显示设备包括以下一种或者多种：单屏显示设备、多屏显示设备。

根据本发明优选实施例，所述交通信号灯包括以下任意一种或者多种：机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯。

附图说明

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型至少一个实施例中闯红灯监控系统的结构示意图。

图2是本实用新型中室外设备组件的示意图。

图3是本实用新型中摄像设备拍摄人行横道信号灯的示意图。

图4是本实用新型中摄像设备同时拍摄行人及驾驶车辆的人的示意图。

图5是本实用新型至少一个实施例中摄像设备的结构示意图。

图6是本实用新型至少一个实例中监控处理设备的结构示意图。

图7是本实用新型至少一个实例中闯红灯监控系统的工作模式示意图。

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做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。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，图1是本实用新型至少一个实施例中闯红灯监控系统的结构示意图。所述闯红灯监控系统1包括闯红灯监控装置11、显示设备115、室外设备组件116，其中，所述闯红灯监控装置11包括监控处理设备111及摄像设备112。

如图2所示，所述室外设备组件116包括信号检测器113，所述信号检测器113连接至交通信号灯，以采集交通信号的状态信号，所述室外设备组件116还包括空气开关117，所空气开关117连接至所述交换机114及信号检测器113，以进行过流保护。

所述室外设备组件116还包括箱体118及散热件119，所述信号检测器113、交换机114、空气开关117及所述散热件119收容于所述箱体118内，所述散热件119用于对所述信号检测器113及交换机114进行散热。所述散热件119可以为风扇。

所述监控处理设备111用于接收所述摄像设备112输出的处理后的数据，并从处理后的数据中获取人脸数据，将所述人脸数据与人脸数据库中的人脸样本数据进行匹配；所述显示设备115用于显示与所述人脸数据匹配的信息，以对所述人脸数据对应的用户进行警示。

优选地，所述室外设备组件116还包括交换机114，所述摄像设备112通过所述交换机114与所述监控处理设备相连，所述监控处理设备通过所述交换机与所述显示设备相连。

当然在其他实施例中，所述闯红灯监控系统1可以不用包括图1中所示的所有元件，所述闯红灯监控系统1同时也可以包括没有在图1中示出的其他元件。例如，所述闯红灯监控系统1也可以包括监控处理设备111，不用包括摄像设备112，只需要所述闯红灯监控系统1从所述摄像设备112处获取图片数据。

进一步地，所述信号检测器113与交通信号灯相连，所述信号检测器113与所述摄像设备112相连。所述信号检测器113用于实时检测所述交通信号灯的状态信号，并把所述交通信号灯的状态信号输出至所述摄像设备112。

优选地，所述交通信号灯通过220V电源线与所述信号检测器113相连，所述信号检测器113通过RS485通信电缆线与所述摄像设备112相连。

优选地，所述监控处理设备111可以是人脸识别引擎等等。

优选地，所述显示设备包括以下一种或者多种：单屏显示设备、多屏显示设备。所述显示设备115通过所述交换机114与所述监控处理设备111相连，这样可以使摄像设备112、所述显示设备115及所述监控处理设备111在局域网内，提高数据传输的速度。所述显示设备115用于显示与所述人脸数据匹配的人脸样本数据，以对所述人脸数据对应的用户进行警示。在其他实施例中，也可以不需要所述交换机114，所述摄像设备112直接与所述监控处理设备111相连，所述显示设备115直接与所述监控处理设备111相连，这样节省硬件成本。

所述交通信号灯包括以下任意一种或者多种：机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯。所述摄像设备112用于监控所述交通信号灯处于红灯状态时所指示的禁止通行区域。所述摄像设备112可以监控至少一个人行横道信号灯所指示的禁止通行区域，在其他实施例中，所述摄像设备112可以同时监控至少一个人行横道信号灯及/或机动车信号灯所指示的禁止通行区域，这样所述摄像设备112可以同时监控一个或者多个红灯所指示的禁止通行区域。所述一个或者多个红灯可以是以下任意一种或者多种：人行横道信号灯中的红灯、机动车信号灯中的红灯、非机动车信号灯中的红灯。因此，所述摄像设备112可以抓拍闯红灯的行人，也可以抓拍驾驶机动车闯红灯的人、驾驶非机动车闯红灯的人。

例如，如图3所示，一个所述摄像设备监控一个人行横道信号灯的红灯所指示的禁止通行区域，以图3中所示的十字路口为例，AC和BD之间的人行横道中间分别有一个安全岛，AB和CD之间的人行横道则是直接通过。对于AC和BD之间的人行横道类型属于二次过街人行横道。在AC之间的人行横道中间的安全岛上部署两台摄像设备a及b，摄像设备a监控的红灯所指示的禁止通行区域为从A处到安全岛间的人行横道，摄像设备a对从A处到安全岛行走闯红灯的行人进行拍摄，摄像设备b监控的红灯所指示的禁止通行区域为从C处到安全岛间的人行横，摄像设备b对从C处向安全岛行走闯红灯的行人进行拍摄。对于AB和CD之间的人行横道，在A处、B处分别部署摄像设备，抓拍从对面方向闯红灯的行人。如摄像设备c监控的红灯所指示的禁止通行区域为CD之间的人行横道，对从D处向C处行走闯红灯的行人进行拍摄。

例如，如图4所示，交通信号灯a为机动车交通信号灯。交通信号灯b为人行横道信号灯。当交通信号灯a处于红灯状态，且没有标识指明车辆可以右转时，交通信号灯a对面的车辆越过停止线后进入的区域即为交通信号灯a的红灯所指示的禁止通行区域Z1，当交通信号灯b处于红灯状态时，如图3中的斑马线区域即为交通信号灯b处于红灯状态时所指示的禁止通行区域Z2。摄像设备监控的禁止通行区域为禁止通行区域Z1和禁止通行区域Z2，这样所述摄像设备可以同时拍摄抓拍闯红灯的行人，也可以抓拍驾驶机动车闯红灯的人、驾驶非机动车闯红灯的人。

如图5所示，图5是本实用新型至少一个实施例中摄像设备的结构示意图。所述摄像设备112包括接口一1121、图像传感器1122、只读存储器1123、处理设备1124及接口二1125。

所述接口一1121与信号检测器相连，以将所述信号检测器采集到的交通信号灯的状态信号传输至所述处理设备1124，所述接口二1125与监控处理设备相连；

当所述处理设备1124获取到交通信号灯的状态信号为红灯状态信号时，所述处理设备1124控制所述图像传感器1122拍摄所述交通信号灯所指示的禁止通行区域，以获得拍摄图片，所述处理设备1124还用于对所述拍摄图片进行处理，得到处理后的数据，并通过所述接口二1125将处理后的数据传输至所述监控处理设备。

当然在其他实施例中，也可以没有所述只读存储器1123。所述摄像设备112还可以包括存储设备1126。当然在其他实施例中，所述摄像设备112可以不用包括图5中所示的所有元件，所述摄像设备112同时也可以包括没有在图3中示出的其他元件。

优选地，所述只读存储器1123用于固化程序代码，所述程序代码用于对所述拍摄图片进行处理，并得到所述禁止通行区域内的人脸数据。

优选地，所述处理设备1124利用所述只读存储器1123存储的程序代码对所述拍摄图片中的人脸进行运动跟踪，对运动跟踪的图片中所述人脸进行筛选，并根据筛选条件从所述运动跟踪的图片中获取最佳人脸图片，根据所述最佳人脸图片获取所述人脸数据。

优选地，所述摄像设备112利用所述接口一1121，并通过RS485通信电缆线与所述信号检测器113相连，以使所述处理设备1124通过接口一1121从所述信号检测器113中获取交通信号灯的状态信号。

优先地，所述图像传感器1122可以是彩色图像传感器或者黑白图像传感器。

所述处理设备1124包括前端处理盒11241，所述前端处理盒11241设置于所述箱体内，用于对所述拍摄图片进行处理，得到处理后的数据，并通过所述接口二1125将处理后的数据传输至所述监控处理设备11。

如图6所示，所述监控处理设备111包括，但不限于：存储器1111及处理器1112。当然在其他实施例中，所述监控处理设备111可以不用包括图6中所示的所有元件，所述监控处理设备111同时也可以包括没有在图6中示出的其他元件。

所述存储设器1111、所述存储设备1126用于存储一种闯红灯监控方法的程序和各种数据，并在运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。所述存储设器1111、所述存储设备1126可以是外部存储器和/或内部存储器。进一步地，所述存储设器1111、所述存储设备1126可以是集成电路中没有实物形式的具有存储功能的电路，如RAM(Random-Access Memory，随机存取存储器)、FIFO(First In First Out，)等。或者，所述存储设备12也可以是具有实物形式的存储器，如内存条、TF卡(Trans-flash Card)等等。

所述处理设备1124、所述处理器1112又称中央处理器(CPU，Central Processing Unit)，是一块超大规模的集成电路，是运算核心(Core)和控制核心(Control Unit)。所述处理设备1124、所述处理器1112可执行操作系统以及安装的各类应用程序、程序代码等，例如闯红灯监控装置11。

所述监控处理设备111包括人脸识别引擎，所述人脸识别引擎是基于人脸识别技术和高效的计算架构研发的软硬件一体化专用设备。内置基于深度学习的人脸技术，实现准确的多角度人脸检测、五官标定、面部特征点定位，以及特征提取与比对，通过高效的软硬件计算架构实现对多路数据进行并行处理，以保证计算资源的最高效利用。所述人脸识别引擎设置于交警支队的机房内，用于接收所述处理设备输出的处理后的数据，并从处理后的数据中获取人脸数据，将所述人脸数据与人脸数据库中人脸样本数据进行匹配。

图7是本实用新型至少一个实例中闯红灯监控系统的工作模式示意图

所述监控处理设备111获取所述摄像设备112监控的交通信号灯处于红灯状态时禁止通行区域内的人脸数据，所述人脸数据包括行人人脸数据及/或机动车的驾驶人的人脸数据。

在本发明的至少一个实施例中，当获取到交通信号灯的状态信号处于红灯状态的信号时，所述摄像设备112启动拍摄功能，当获取到交通信号灯的状态信号处于绿灯状态的信号时，所述摄像设备112关闭拍摄功能。当所述摄像设备112启动拍摄功能时，所述摄像设备112对所述禁止通行区域进行拍摄。这样，所述摄像设备112只需抓拍交通信号灯的状态信号处于红灯状态时间段内出现在所述禁止通行区域的行人及/或机动车的驾驶人的人脸图片，以生成人脸数据。

所述摄像设备112启动拍摄功能的方式包括以下任意一种或者多种：

所述摄像设备112获取信号检测器检测的交通信号灯的状态信号，当所述摄像设备112获取到交通信号灯的状态信号处于红灯状态的信号时，所述摄像设备112启动拍摄功能；或

所述摄像设备112实时获取所述摄像设备112监控的交通信号灯的图片，对所述图片中的所述交通信号灯的颜色进行识别，当所述交通信号灯的颜色由绿色变为红色或所述交通信号灯的颜色由黄色变为红色时，所述摄像设备112启动拍摄功能；或

当所述摄像设备112接收所述监控处理设备发送的拍摄指令时，所述摄像设备112启动拍摄功能。

在本发明的至少一个实施例中，所述监控处理设备111可以直接通过所述信号检测器获取所述摄像设备112监控的交通信号灯的状态信号，然后发送拍摄指令给所述摄像设备112，所述监控处理设备111获取所述摄像设备监控的交通信号灯的状态信号；当获取所述交通信号灯的状态信号为红灯状态信号时，发送拍摄指令给所述摄像设备以启动所述摄像设备的拍摄功能。

在本发明的至少一个实施例中，所述监控处理设备111获取所述摄像设备监控的交通信号灯处于红灯状态时禁止通行区域内的人脸数据包括：

获取所述摄像设备112拍摄的所述禁止通行区域内的人脸图片，利用运动跟踪技术对获取的人脸图片中的人脸进行运动跟踪，对运动跟踪的图片中所述人脸进行筛选，根据筛选条件从所述运动跟踪的图片中获取最佳人脸图片，并根据所述最佳人脸图片获取所述人脸数据，所述人脸数据包括人脸图片数据及/或基于人脸图片进行数据转换得到的人脸矢量数据；或

接收所述摄像设备112发送的所述人脸数据；所述摄像设备112对所述禁止通行区域进行拍摄，并获取所述禁止通行区域内的人脸图片，对所述人脸图片中的人脸进行运动跟踪，对运动跟踪的图片中所述人脸进行筛选，并根据筛选条件从所述运动跟踪的图片中获取最佳人脸图片，根据所述最佳人脸图片获取所述人脸数据，所述人脸数据包括人脸图片数据及/或基于人脸图片进行数据转换得到的人脸矢量数据。也就是说，所述摄像设备112先对拍摄的图片进行处理，并得到所述人脸数据后，直接发送给所述监控处理设备111以便所述监控处理设备111进行识别匹配，这样可以减少所述监控处理设备111的计算量，提高识别匹配速度。

当所述摄像设备112监控的交通信号灯包括机动车信号灯时，在获取所述摄像设备112拍摄的所述禁止通行区域内的人脸图片之前，先从拍摄的图片中识别车辆，然后再利用图像识别技术识别车辆中的驾驶人员的人脸图片。从拍摄的图片中识别车辆时，还可以识别车辆的车辆号码等等。

在本发明的至少一个实施例中，所述最佳人脸图片可以根据结合以下任意一种或多种因素确定：人脸角度、人脸表情、分辨率、光照等等。所述筛选条件包括，但不限于：筛选正脸、无夸张表情、分辨率高、光照均匀等等。

所述监控处理设备111将所述人脸数据与人脸数据库中的人脸样本数据进行匹配。

在本发明的至少一个实施例中，将所述人脸数据的特征与所述人脸数据库中的人脸样本数据的特征进行匹配。所述人脸数据的特征包括，但不限于：几何特征、矢量特征、由人脸图片转换得到的字符串特征等等。所述人脸样本数据的特征包括，但不限于：几何特征、矢量特征、由人脸图片转换得到的字符串特征等等。所述摄像设备包括安装在不同的城市不同的路口的摄像设备，这样不管用户在哪里闯红灯都可以被抓拍记录。而且所述人脸数据库中也存储有行人闯红灯的人脸样本数据、驾驶机动车闯红灯的人脸样本数据及驾驶非机动车闯红灯的人脸样本数据。

当所述人脸数据库中有一个人脸样本数据的特征与所述人脸数据的特征的相似度大于或者等于预设相似度值，则确定匹配成功。将所述人脸数据添加至所述人脸数据库中作为一个新的人脸样本数据及/或更新所述人脸数据对应的用户的闯红灯次数。当有N个人脸样本数据与所述人脸数据匹配成功时，则确定所述人脸数据对应的用户闯红灯为(N+1)次。当然在其他实施例中，还可以通过其他方式确定用户闯红灯的次数，所述人脸数据库中记录每个闯红灯的用户的一个人脸样本数据，及还记录每个闯红灯的用户的闯红灯次数。当一个用户的人脸数据匹配成功一次，就是记录所述用户闯红灯一次。

在所述人脸数据库中，当所有人脸样本数据的特征与所述人脸数据的特征的相似度小于预设相似度值，则确定匹配失败。即所述人脸数据对应用户为第一次闯红灯，并将所述人脸数据添加至所述人脸数据库中，记录所述人脸数据对应的用户闯红灯次数为一。

所述监控处理设备111根据匹配结果，对所述人脸数据对应的用户进行警示。

在本发明的至少一个实施例中，所述匹配结果包括，但不限于：匹配是否成功，匹配次数等等。所述根据匹配结果，对所述人脸数据对应的用户进行警示包括以下一种或者多种的组合：

(1)当根据匹配结果确定所述用户闯红灯的次数大于或者等于预设次数(如1次、2次)时，将所述用户的人脸显示在至少一个显示设备或所述摄像设备对应的显示设备上。例如，如图2所示，当用户从C处走向D处时，D处的摄像设备能抓拍到用户，D处的摄像设备对应的显示设备在其附近区域，也是正对用户走过来的方向，这样可以实时显示用户，便于用户直观地看到自己闯红灯了。

(2)当根据匹配结果确定所述用户闯红灯的次数大于或者等于预设次数时，获取所述用户的身份信息，将所述用户的人脸图像及所述用户的身份信息显示在至少一个显示设备或所述摄像设备112对应的显示设备上。

在本发明的至少一个实施中，所述用户的身份信息包括，但不限于：身份证号等等、在显示用户的人脸图像时，可以对用户的人脸图像进行特殊处理，如在眼睛部位添加马赛格等等。在显示用户的身份信息时，可以对身份信息进行处理，不需显示完整的身份信息了，如身份证号的最后几位可以采用其他符合如星号进行显示。

(3)当根据匹配结果确定所述用户闯红灯的次数大于或者等于预设次数时，获取所述用户的联系信息，根据所述联系信息，将所述用户的闯红灯记录发送给所述用户，所述联系信息包括以下一种或者多种：邮箱、手机号码、社交软件账号。例如，将用户闯红灯的记录发送至用户的邮箱、手机、推送至用户的聊天软件上等等。

(4)当所述禁止通行区域内闯红灯的用户有多个时，依次逐一在至少一个显示设备或所述摄像设备112对应的显示设备上显示多个用户，或同时在至少一个显示设备或所述摄像设备112对应的显示设备上显示多个用户。

(5)获取目标时间段内(如前一个月、前四个小时等等)已经闯红灯的用户，将所述目标时间段内已经闯红灯的用户显示在至少一个显示设备上。

在本发明的至少一个实施例中，(1)、(2)、(4)是一种实时发布模式，即当确认用户闯红灯后，实时在显示设备上显示用户。(5)一种历史发布模式，统计过去一段时间段内闯红灯的用户，并进行显示。实时发布模式和历史发布模式可以不间断循环进行。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。