一种鸣笛抓拍系统的制作方法

本申请涉及智能交通领域，尤其涉及一种鸣笛抓拍系统。

背景技术：

近年来，随着对于交通噪声的重视程度的提高，鸣笛抓拍系统的应用日益广泛。鸣笛抓拍是指，使用摄像头采集抓拍区域(如至少一条行车道)的图像(在抓拍区域中有车辆经过的情况下，图像中包括车辆的车牌图像)，并从采集的图像中识别出鸣笛车辆的车牌。

现有的鸣笛抓拍系统中，摄像头或者被配置成能够采集到满足识别需求的、抓拍区域中位于近距离(如不大于30米)处的车牌的图像的状态，或者被配置成能够采集到满足识别需求的、抓拍区域中位于远距离(如大于30米)处的车牌的图像的状态，也就是说，摄像头无法兼顾近距离处和远距离处满足识别需求的车牌图像的采集，从而导致对于鸣笛车辆的漏拍。

技术实现要素：

本申请提供了一种鸣笛抓拍系统，目的在于解决如何既能采集到抓拍区域中近距离处、又能采集到抓拍区域中远距离处的满足识别需求的车牌图像，从而降低对于鸣笛车辆漏拍的可能性的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种鸣笛抓拍系统，包括：

设置在安装部上的麦克风阵列和多个摄像头；

所述多个摄像头中至少包括一个依据抓拍区域的宽度设置焦距的摄像头、以及至少一个依据所述抓拍区域的长度设置焦距的摄像头；

所述麦克风阵列用于采集所述抓拍区域中的车辆的鸣笛声音信号。

可选的，第一摄像头与水平面的夹角为第一角度，所述第一角度为所述第一摄像头的视野中心与预设的第一实物定标点重合的情况下，所述第一摄像头与所述水平面的夹角，所述第一摄像头为所述依据抓拍区域的宽度设置焦距的摄像头；

第二摄像头与水平面的夹角为第二角度，所述第二角度为所述第二摄像头的视野中心与预设的第二实物定标点重合的情况下，所述第二摄像头与所述水平面的夹角，所述第二摄像头为所述依据所述抓拍区域的长度设置焦距的摄像头。

可选的，所述预设的第一实物定标点的位置依据所述抓拍区域和所述第一摄像头的景深确定；所述预设的第二实物定标点的位置依据所述抓拍区域和所述第二摄像头的景深确定。

可选的，第一摄像头的中心点与所述麦克风阵列的中心点的距离在第一预设范围内，所述第一预设范围依据车辆的宽度确定，所述第一摄像头为所述依据抓拍区域的宽度设置焦距的摄像头。

可选的，所述第一摄像头与所述麦克风阵列集成设置，所述第一摄像头的中心点与所述麦克风阵列的中心点重合。

可选的，第一摄像头的中心点在所述抓拍区域中的道路上的垂直投影与所述道路的中线的偏移距离在第二预设范围内，所述第二预设范围的上限值为车道的宽度值的一半，所述车道为所述道路中的任意一个车道，所述第一摄像头为所述依据抓拍区域的宽度设置焦距的摄像头。

可选的，所述第一摄像头的中心点在所述道路上的垂直投影位于所述道路的中线上。

可选的，第一摄像头与所述第二摄像头的间距在第三预设范围内，所述第三预设范围使得所述第一摄像头和所述第二摄像头的视野有重合，所述第一摄像头为所述依据抓拍区域的宽度设置焦距的摄像头。

可选的，所述麦克风阵列为麦克风阵列模块中的麦克风探头阵列；

所述麦克风阵列模块还包括：与所述麦克风探头阵列相连的定位芯片，用于依据所述鸣笛声音信号，确定鸣笛车辆的位置。

可选的，还包括：

与所述麦克风阵列和所述多个摄像头分别相连的处理器，用于依据由所述鸣笛声音信号确定的鸣笛车辆的位置，计算所述鸣笛车辆与预设参考位置的距离，如果所述距离不大于预设阈值，使用第一摄像头采集的图像识别所述鸣笛车辆的特征，否则，使用第二摄像头采集的图像识别所述鸣笛车辆的特征，所述第一摄像头为所述依据抓拍区域的宽度设置焦距的摄像头，所述第二摄像头为所述依据所述抓拍区域的长度设置焦距的摄像头。

可选的，所述安装部包括：

交通杆的横杆。

可选的，第一摄像头的分辨率低于第二摄像头的分辨率，所述第一摄像头为所述依据抓拍区域的宽度设置焦距的摄像头，所述第二摄像头为所述依据所述抓拍区域的长度设置焦距的摄像头。

本申请所述的鸣笛抓拍系统，包括设置在安装部上的麦克风阵列和多个摄像头，因为多个摄像头中至少包括一个依据抓拍区域的宽度设置焦距的摄像头、以及至少一个依据抓拍区域的长度设置焦距的摄像头，所以，至少一个摄像头能够采集到满足识别需求的、抓拍区域中位于近距离处的车牌的图像，另一个摄像头能够采集到满足识别需求的、抓拍区域中位于远距离处的车牌的图像。又因为麦克风阵列用于采集抓拍区域中的车辆的鸣笛声音信号，所以，本申请所述的鸣笛抓拍系统提供了硬件结构基础，使得兼顾抓拍区域的近距离和远距离处的鸣笛车辆抓拍成为可能，从而降低鸣笛车辆漏拍的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例公开的一种鸣笛抓拍系统的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的安装在f杆上的鸣笛抓拍系统的前视图；

图3为本申请实施例公开的安装在f杆上的鸣笛抓拍系统的左视图；

图4为实物定标点的设置示意图；

图5为第一摄像头1的视野显示示意图图；

图6为使用图1所示的系统识别鸣笛车牌的过程的流程图；

图7为本申请实施例公开的又一种鸣笛抓拍系统的结构示意。

具体实施方式

本申请实施例公开的鸣笛抓拍系统，通常设置在抓拍区域，例如道路的上方，用于对道路上通行的鸣笛车辆进行抓拍。

在本申请的以下实施例中，所述“道路”是指一个方向上的用于行驶车辆的车道。例如，对于双向八车道，一个方向的单向四车道使用一套鸣笛抓拍系统覆盖，另一个方向的单向四车道使用另一套鸣笛抓拍系统覆盖。在此情况下，一套系统或者采集到包括车头的图像，或者采集到包括车尾的图像。

当然，以上所述道路的范畴，仅为本申请的实施例的一个应用场景的举例，“道路”也可以为用于行驶车辆的双向车道，例如双向八车道。即双向车道共用一套鸣笛抓拍系统，在此情况下，系统能够采集一个方向上的包括车头的图像，而采集另一个方向上的包括车尾的图像。

总之，现有的交通拍摄系统，例如违章拍摄系统所适用的道路，以下实施例所述的鸣笛抓拍系统均可适用。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例公开的一种鸣笛抓拍系统的结构示意图。鸣笛抓拍系统中包括：多个摄像头，以第一摄像头1、第二摄像头2为例、麦克风阵列3和安装部4。可选的，还可以包括处理模块5(图1中未画出)。图1中，各个部件的相对位置关系仅为示例，而不作为限定。

其中，第一摄像头1的焦距为第一焦距，第一焦距依据作为抓拍区域的道路的宽度确定。第二摄像头2焦距为第二焦距，第二焦距依据作为抓拍区域的道路的长度确定。

具体的，在将摄像头固定在抓拍区域的上方后，可以人为设置第一焦距和第二焦距。

设置焦距的示例方式为：调整第一摄像头1的焦距，使得第一摄像头1的视野能够覆盖到抓拍区域中较近距离(例如不大于30米)范围内的全部车道(即道路宽度范围内的全部车道)，并使得第一摄像头1能够采集到满足识别需求的较近距离范围内的车牌的图像，得到第一焦距。

调整第二摄像头2的焦距，使得第二摄像头2的视野能够覆盖抓拍区域的远距离(如大于30米)范围，且使得第二摄像头2能够采集到满足识别需求的远距离范围内的车牌图像，得到第二焦距。进一步的，还可以在满足上述条件后，逐渐缩短焦距，直至找到焦距的临界点(焦距小于临界点，采集的较远处的车牌图像就不能满足识别需求)，将焦距的临界点作为第二焦距。找临界点的目的在于，在满足采集到满足识别需求的远距离的车牌图像的情况下，尽量覆盖远距离的多个车道。

需要说明的是，焦距从短变长的过程中，摄像头能够覆盖的视野范围，从边缘向中心收缩，因此，有可能原来位于视野边缘的物体不能被采集到，但原来位于视野中心的物体还是能够被采集到。基于该特性，本实施例中设置了两个摄像头，分别依据抓拍区域的宽度和长度，设置两个摄像头的焦距，因此，能够兼顾抓拍区域的长度和宽度的覆盖，无论是位于抓拍区域中近处边缘的车辆还是远处的车辆，都能获得满足识别需求的车牌图像。

麦克风阵列3用于采集抓拍区域中的车辆的鸣笛声音信号，鸣笛声音信号作为从第一摄像头1采集的图像或第二摄像头2采集的图像中选择目标图像的依据，目标图像用于识别鸣笛车辆的特征。

具体的，鸣笛声音信号用于确定鸣笛声源(即鸣笛车辆)与预设参考位置的距离。距离为从第一摄像头拍摄的图像或第二摄像头采集的图像中选择目标图像的依据，目标图像用于识别鸣笛车辆的特征。其中，预设参考位置可以为系统所在的位置，或者系统所在的载体的位置，或者，系统所在的载体在道路上的投影等。

进一步的，处理模块5用于依据由鸣笛声音信号确定的鸣笛车辆的位置，计算鸣笛车辆与预设参考位置的距离，如果距离不大于预设阈值，使用第一摄像头采集的图像识别鸣笛车辆的特征，否则，使用第二摄像头采集的图像识别鸣笛车辆的特征。

例如，如果距离不大于预设阈值(如30米)，说明鸣笛车辆位于抓拍区域中的近距离范围内，为了不遗漏近距离范围边缘处的鸣笛车辆(第二摄像头2可能拍不到近距离范围边缘处的车辆)，选择第一摄像头1采集的图像作为目标图像。如果距离大于预设阈值(如30米)，说明鸣笛车辆位于抓拍区域中的远距离范围内，为了获得满足识别需求的车牌图像(第一摄像头1可能拍不到满足识别需求的远距离范围内的车牌图像)，选择第二摄像头2采集的图像作为目标图像。

可见，图1所示的鸣笛抓拍系统，联合使用两个抓拍侧重范围不同的摄像头，能够降低对于近距离边缘处或者远距离处的鸣笛车辆漏拍的可能性。

可选的，本实施例中，第一摄像头1的分辨率低于第二摄像头2的分辨率。例如，第一摄像头1为低清摄像头，型号包括但不限于：ds-2cd3t35d-i3和ds-2cd3356(d)wd-i，其总像素为500万左右。第二摄像头2可以为高清摄像头，型号包括但不限于：ds-2cd40c5f和ids-tce700，其总像素为1200万左右。

因为高清摄像头的分辨率更高，所以更适用于抓拍远距离的鸣笛车辆，进而低清摄像头可以用于抓拍近距离的鸣笛车辆，从而将低清摄像头的焦距设置为第一焦距，将高清摄像头的焦距设置为第二焦距。

在既能采集到抓拍区域中近距离边缘处、又能采集到抓拍区域中远距离处的满足识别需求的车牌图像的需求下，将不同分辨率的摄像头组合使用，与使用超高分辨率摄像头满足该需求相比，具有更低的成本。

实际中，交通杆，例如f杆或h杆，为一种常见的用于安装交通设施的安装部，图1所示的鸣笛抓拍系统可以安装在交通杆的横杆上，在安装完成后，再按照前述说明调整摄像头的焦距。

在此情况下，前述参考位置可以为交通杆的横杆在道路上的垂直投影。以下以f杆为例进行说明。

图2为安装在f杆上的鸣笛抓拍系统的前视图。

第一摄像头1的使用重点在于对于近距离道路的宽度范围的全面覆盖，在第一摄像头1的视野中心点在道路上的垂直投影位于道路的中线上的情况下，第一摄像头1对于道路的覆盖效果最优。例如，假设第一摄像头1的动态范围为50米，需要被覆盖的道路的宽度为50米，则第一摄像头1的视野中心点在道路上的垂直投影位于道路的中线上的情况下，第一摄像头1恰好能够覆盖道路的宽度。

但实际中，由于施工工艺等原因，第一摄像头1的视野中心点在道路上的垂直投影可能不能够绝对位于道路的中线上，申请人在研究的过程中发现，只要第一摄像头1的视野中心点在道路上的垂直投影与道路的中线的偏移距离在预设范围(即第二预设范围)内即可。预设范围可以为[0，车道的宽度值的一半]，车道为道路上的任意一个车道，例如前述一个方向上包括四个车道，预设范围中的“车道”指其中任意一个车道。

当然，随着硬件水平的提高，有可能上述第二预设范围可以更大，甚至摄像头无需靠近道路的中线(即不设置第二预设范围)，即可实现对于道路的全面覆盖。

从理论上说，第二摄像头2在道路上的垂直投影在道路的中线上，第二摄像头2对于道路的宽度的覆盖最优，但考虑到第二摄像头2的使用重点在于远距离的图像的采集，因此，第二摄像头2在道路上的垂直投影尽量靠近道路的中线即可。

可选的，基于上述第一摄像头1的设置位置，第二摄像头2与第一摄像头1在f杆上的间距在第三预设范围内，第三预设范围使得第一摄像头1和第二摄像头2的视野有重合，以简化后续车牌识别中图像中的识别区域定位的计算。第三预设范围的一个示例为：[0，1米]。

当然，第二摄像头2在f杆的位置也可以不做限定。

摄像头的覆盖效果还与摄像头与道路之间的相对角度有关。如图3所示，第一摄像头1与水平面具有一定夹角，本实施例中，称为俯角。

第一摄像头1的俯角的确定方式为：按照上述方式安装第一摄像头1(如第一摄像头1的视野中心点在道路上的垂直投影位于道路的中线上)后，调整第一摄像头1与水平面的夹角，直至在第一摄像头1采集到的任意一帧图像中，图像的中心点与在道路上设置的第一实物定标点重合，即第一摄像头1的视野中心与预设的第一实物定标点在第一摄像头1的视野中重合，得到第一摄像头1的俯角。

例如，图4为第一实物定标点的设置示意图，在道路上距离f杆的垂直投影30米处(实物定标点与第一摄像头1的水平距离)设置第一实物定标点。图5为第一摄像头1的视野显示意图，其中，矩形框为第一摄像头1的视野边界，虚线的交点为视野中心，在第一摄像头1的视野中，使得视野中心与第一摄像头1采集到的第一实物定标点重合的角度，即为第一摄像头1的俯角。

需要说明的是，30米仅为举例，在实际中，依据抓拍区域和第一摄像头1的景深，确定第一实物定标点在道路上的位置。具体的，依据第一摄像头1的景深，设置第一实物定标点在道路(即抓拍区域)上与参考位置的距离(如距离为景深的一半)。所谓景深，就是当焦距对准某一点时，该点的前和后的目标在摄像头的视野中都仍可清晰的范围。

第二摄像头2的俯角的确定方式为：第二摄像头2的视野中心与预设的第二实物定标点重合的情况下，得到第二摄像头2与水平面的夹角，即第二摄像头2的俯角。

需要说明的是，在分别设置两个摄像头的俯角时，第一实物定标点与第二实物定标点在道路上的位置可以不同，也可以相同。在相同的情况下，第一摄像头1和第二摄像头2的视野有重合，可以简化后续车牌识别中图像中的识别区域定位的计算。

使用图1所示的系统识别鸣笛车牌的过程如图6所示，包括以下步骤：

s601：麦克风阵列采集鸣笛声音信号。

s602：依据麦克风阵列采集的鸣笛声音信号，计算鸣笛车辆的位置。这里的位置是指鸣笛车辆在道路上的实际位置。

s603：依据位置，判断鸣笛车辆与参考位置的距离是否大于预设阈值，如果是，执行s604，如果否，执行s605。

本实施例中，划分近距离和远距离的阈值采用30米(如大于30米为远距离)，但并不作为限定，在实际中，该阈值可以依据摄像头的性能确定。

s604：使用第一摄像头1采集的图像识别车牌。

具体的，依据计算得到的位置以及预设的第一对应关系，从第一摄像头1采集的图像中确定第一待识别区域，并识别第一待识别区域中的车牌，第一对应关系为第一摄像头1的相坐标与麦克风阵列3的声场坐标的对应关系。

建立第一对应关系最简便的方式为：将第一摄像头1的相坐标与麦克风阵列3的声场坐标统一，即是相坐标的原点与声场坐标的原点重合。反映在实体上，即第一摄像头1的中心点与麦克风阵列3的中心点重合，结合f杆这一安装载体，如图2所示，将第一摄像头1与麦克风阵列3集成设置，且两者的中心点重合。即图4中，麦克风阵列3与第一摄像头1具有相同的俯角。

因为第一摄像头的中心点1与麦克风阵列3的中心点重合的情况下，无需对于后续计算结果进行补偿，因此，这一设置方式能够提高车牌识别的效率，并节省计算资源。

在实际中，有可能第一摄像头1的中心点与麦克风阵列3的中心点不能完全重合，在此情况下，申请人通过研究发现，第一摄像头1的中心点与麦克风阵列3的中心点的偏差距离(绝对值)不大于一般的车辆宽度的10％(即第一预设范围为[0，车辆宽度值的10％])，即可认为两者的中心点重合。其中，一般车辆的宽度，可以以现有的标准为准，也可以依据经验设置，这里不做限定。

需要说明的是，第一摄像头1与麦克风阵列3也可以不集成设置，两者的中心点的距离也可以不做限定，在此情况下，需要对相坐标和声场坐标进行校准，得到偏差参数，用于对后续的识别过程中计算出的图像中的车牌的位置进行补偿。具体实现方式可以参见现有技术，这里不再赘述。

s605：使用第二摄像头2采集的图像识别车牌。

具体的，依据位置以及预设的第二对应关系，从第二摄像头2采集的图像中确定第二待识别区域，并识别第二待识别区域中的车牌，第二对应关系为第二摄像头2的相坐标与麦克风阵列的声场坐标的对应关系。

第二对应关系的建立方式为：建立第一摄像头1的相坐标与第二摄像头2的相坐标之间的单应性变换关系，再依据单应性变换关系，建立第二对应关系。需要说明的是，单应性变换关系的建立，需要第一摄像头1的视野和第二摄像头2的视野有重合(至少部分重合)，视野的重合方式如前所述，这里不再赘述。

视野重合的程度越高，单应性变换计算出的第二待识别区域的位置更准确，因此，第一摄像头1和第二摄像头2的视野重合的较优情况为，第一摄像头1能够覆盖第二摄像头2的视野。

第一摄像头1的视野完全覆盖第二摄像头2的视野的情况，属于视野重合的一种情况，因此，如前所述设置方式可以得到完全覆盖的情况。

或者，也可以使用现有的人工方式：例如，人为发出鸣笛声音，依据人为发声位置、麦克风阵列定位的位置以及第二摄像头2采集到的图像中的人为发声位置，建立第二对应关系，这里不再赘述。

需要说明的是，第一摄像头1和第二摄像头2可以以预设采样频率采集图像，在麦克风阵列检测到鸣笛声音信号后，处理模块5利用图像的时间戳确定用于识别车牌的图像。也可以在麦克风阵列探头检测到鸣笛声音信号后，被处理模块5触发采集图像。

图1中所示的处理模块5用于执行图6所示的流程。其中，图1中所示的麦克风阵列可以为麦克风探头阵列(不包括定位模块)。

或者，图7为本申请实施例公开的又一种鸣笛抓拍系统，包括：第一摄像头1、第二摄像头2、麦克风阵列模块3和处理模块5。麦克风阵列模块3包括麦克风探头阵列31和定位模块32。

图6所示的步骤中，s602可以由定位模块32执行，s603-s605可以由处理模块5执行。

本申请实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。