专利名称：视频车流检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及视频检测装置，特别是视频车流检测装置，具体是指对通过道路、桥梁、隧道的车辆的交通量、平均速度、车流密度和车头时距进行自动检测的装置。
早已提出采用视频检测系统来检测人行交通区域内的人流，方法是通过摄像机产生该区域的视频图像，把该视频图像分成象素矩阵，对整个矩阵进行分析处理，以统计该区域的人数和检测各人的行动方向。由于需要对整个象素矩阵进行分析处理，运算量很大，不能用于实时地对车流进行检测，如申请号为97198816.1的发明专利申请公开说明书披露的视频成像系统。
本实用新型的目的在于提供一种构造简单、运算量小的能实时统计出行驶在路面上车辆的交通量、平均速度、车流密度和车头时距的视频车流检测装置。
本实用新型视频车流检测装置的技术解决方案是设有包括摄像头、主机和电源，主机内设有主机板，所述的电源连接于主机板的电源输入端，其特殊之处是主机板的4个PCI插槽中分别插设有视频采集卡、显示卡、网卡和串行通信卡，主机板的CPU插槽中插设有CPU，主机板的内存插槽中插设有内存条，主机板的硬盘接口中连接有硬盘；摄像头的视频信号输出端经视频连接线与视频采集卡的视频信号输入端连接。
所述的摄像头其视频信号输出端与视频连接线之间串接有耦电容C1，视频连接线与视频采集卡的视频信号输入端之间串接有耦合电容C2位于所述的主机内。
所述的电源可以与摄像头的电源输入端相连接。
本实用新型使用中所述的摄像头对准被检测的路面。路面上人为设定一前一后距离已知的的两条检测线，行驶在路面上的车辆相继通过这两条检测线，摄像头产生反映车流信息的视频信号，视频采集卡将此视频信号数字化为一帧一帧的图像，CPU通过主机板抓取视频采集卡中的图像，取出其中设定的两条检测线上的象素数据，保存在内存条中，进行向量计算，用来检测车辆通过这两条检测线的交通量、平均速度、车流密度和车头时距。
按照本实用新型，检测线上象素数据的亮度值变化表示为一向量，此向量二值化后变为一个0、1向量，将这些向量按时间排列起来，就成为一个只有车辆信息的二色影像，这样就可以统计出车流中车辆的个数即交通量。
人为设定的两条检测线之间的距离是已知的，车辆通过这两条检测线的时间是同一车辆首次分别出现在两条检测线上的两帧之间的时间差，如此，车辆的速度是两检测线之间的距离除以时间差，车流的速度是所有车辆的平均速度。
车流密度是交通量除以车流平均速度的结果。
车头时距是相继一前一后的两辆车首次分别出现在同一条检测线上的两帧之间的时间差。
主机板中所插设的网卡和串行通信卡具有通信功能，可以将统计出来的数据传送到远方，也可以接收远方发送过来的数据和命令。
本实用新型设主机板及其上所插设的采集卡、显示卡、网卡、串行通信卡、CPU、内存条和硬盘，故结构简单，安装方便；本实用新型使用时只需对两条检测线上象素即整个象素矩阵中的两列，进行检测计算，不需要对整个象素矩阵进行计算，故运算量大为减小；本实用新型利用二值向量进行计算，具有计算速度快的特点；又由于本实用新型能检测出车流交通量、平均速度、车流密度和车头时距，故功能齐全；本实用新型主机板还具有通信功能，因此可以联网工作，可以远程对其进行设置。
以下结合
本实用新型的实施方式。
图1是本实用新型视频车流检测装置结构示意框图；图2是本装置使用示意框图；图3是本装置主机外形图。
图中标记为1摄像头视频信号输出端，2摄像头电源输入端，3视频信号输入端，4电源输出端，5电源输出端，10摄像头，11视频连接线，12视频采集卡，13显示卡，14网卡，15串行通信卡，16 PCI插槽，17 PCI插槽，18 PCI插槽，19 PCI插槽，20主机板，21 CPU插槽，22内存槽，23电源输入端，24硬盘接口，25 CPU，26内存条，27电源，28硬盘，30路面，31检测线，32检测线，33主机通信口，34主机视频信号输入口，35主机电源输入口，36主机电源开关。
本实施例的一种视频车流检测装置，设有摄像头10、主机和电源27，其中摄像头采用松下CP-450彩色摄像机，电源为标准电脑电源；所述的主机内设有型号为GA-BX2000的主机板20，电源27连接于主机板20的电源输入端23，主机板20的PCI插槽16、PCI插槽17、PCI插槽18和PCI插槽19中分别插设有AverEZCapture型视频采集卡12、ASUS V3400显示卡13、Dlink 10M网卡14和MOXA四口串行通信卡15，主机板20的CPU插槽21中插设有IntelPIII450型CPU 25，主机板20的内存插槽22中插设有容量64M的内存条26，主机板20的硬盘接口24中连接有容量2G的硬盘28；摄像头10的视频信号输出端1经视频连接线11(75Ω同轴电缆)与视频采集卡12的视频信号输入端3连接；摄像头10的视频信号输出端1与视频连接线11之间串接有耦电容C1，视频连接线11与视频采集卡12的视频信号输入端3之间串接有耦合电容C2位于所述的主机内；电源27的输出端5经所述的同轴电缆的一连线与摄像头10的电源输入端2相连接。所述的主机上设有电源开关36、电源输入口35、视频信号输入口34和通信口33，其中电源输入口可与电源27连接，视频信号输入口可与摄像头10连接，通信口是网卡14和串行通信卡15的外接口。
本实用新型使用时，将摄像头10对准被检路面30，路面30上人为设有一前一后两条间距一定的检测线31、32。车辆从路面30经过时，摄像头10产生反映车流信息的视频信号，此视频信号经连接线11传送到视频采集卡12，视频采集卡12将收到的视频信号数字化为一帧一帧的图像，即象素矩阵。主机板20上的CPU 25和内存条26，可以从视频采集卡12中的每一帧图像中抽取位于两条检测线31、32的象素数据。检测线31、32上象素数据的亮度值变化表示为一向量，此向量二值化后变为一个0、1向量，其中车辆经过部分为1，背景即路面部分为0，车辆之间存在一定的间距，因此两辆车之间必然由表示路面的“0”隔开，将这些向量按时间排列起来，就成为一个只有车辆信息的二色影像，将背景部分用黑色表示、车辆用白色表示，这样，通过对白色部分的数量统计，就可以得出车流中车辆的个数即交通量。
比如一辆车通过检测线31时，视频采集卡12采集到8帧数据(也可以是其它帧数)，二值化后得到8个向量，第一个向量中有表示车辆部分的一串“1”存在，因此将在内存条26中表示交通量的参数加1，第二个向量中也有表示车辆部分的一串“1”存在，这两个向量中的一串“1”在进行按位“与”时得到的向量仍然有一串“1”存在，说明它们表示的是同一辆车，因此不加1。下一辆车到来之前，视频采集卡12在检测线31上采集到的数据，二值化后得到的向量为全“0”，表示当前没有车辆经过，并且上一辆车已经通过，因此不加1。下一辆车通过检测线31时，情况同前一辆车一样处理，将在内存条26中表示交通量的参数加1，如此循环处理，得出车流中所有车辆的个数即交通量。
同样一辆车通过检测线31时，视频采集卡12采集到8帧数据，二值化后得到8个向量，第一个向量中有表示车辆部分的一串“1”存在，表示车辆首次通过检测线31，记录得到第一帧数据的时间为T1；同样车辆通过检测线32时，视频采集卡12采集到大于2帧以上等于或不等于8帧的数据，二值化后得到相应个数的向量，第一个向量中有表示车辆部分的一串“1”存在，它表示车辆首次通过检测线32，记录得到第一帧数据的时间为T2。人为设定的两条检测线31、32之间的距离是已知的，设为S，则车辆的速度等于S/(T2-T1)，车流的平均速度是所有车辆的平均速度。车流密度等于交通量除以车流平均速度。同样下一辆车通过检测线31时，视频采集卡12采集到大于2帧以上等于或不等于8帧的数据，二值化后得到相应个数的向量，第一个向量中有表示第二辆车部分的一串“1”存在，表示第二辆车首次通过检测线31，记录得到第一帧数据的时间为T3；车头时距是相继一前一后的两辆车首次分别出现在同一条检测线31上的两帧之间的时间差，即车头时距等于T3-T1。
主机板20上还有通信功能，如串行通信卡15或以太网卡14，通信功能通过主机上的通信口33连出去，用来和远方进行通信，将统计数据发送到远方和接收远方发送过来的数据和命令。两条检测线31、32的设定可以通过通信口33由远方进行设置。
安装时，先将主机开关36关闭，将摄像头10与视频信号连接线连接后插入输入口34，将电源输入口35与电源连接，最后将电源开关36打开，装置进入工作状态。
权利要求1.一种视频车流检测装置，包括摄像头(10)、主机和电源(27)，主机内设有主机板(20)，电源(27)连接于主机板(20)的电源输入端(23)，其特征是主机板(20)的PCI插槽(16)、PCI插槽(17)、PCI插槽(18)和PCI插槽(19)中分别插设有视频采集卡(12)、显示卡(13)、网卡(14)和串行通信卡(15)，主机板(20)的CPU插槽(21)中插设有CPU(25)，主机板(20)的内存插槽(22)中插设有内存条(26)，主机板(20)的硬盘接口(24)中连接有硬盘(28)；摄像头(10)的视频信号输出端(1)经视频连接线(11)与视频采集卡(12)的视频信号输入端(3)连接。
2.如权利要求1所述的视频车流检测装置，其特征是摄像头(10)的视频信号输出端(1)与视频连接线(11)之间串接有耦电容C1，视频连接线(11)与视频采集卡(12)的视频信号输入端(3)之间串接有耦合电容C2位于主机( )内。
3.如权利要求1或2所述的视频车流检测装置，其特征是电源(27)与摄像头(10)相连接。
专利摘要构造简单、运算量小的视频车流检测装置,设有主机、电源和摄像头,主机板的四个PCI插槽中分别插设有视频采集卡、显示卡、网卡和串行通信卡,主机板上插设有CPU和内存条并连接有硬盘;摄像头的视频信号输出端经视频连接线与视频采集卡连接;摄像头的视频信号输出端与视频连接线之间串接有耦电容C1,视频连接线与视频采集卡之间串接有耦合电容C2位于主机内。本实用新型能实时检测出车流交通量、平均速度、车流密度和车头时距。
文档编号G08G1/01GK2442334SQ0024913
公开日2001年8月8日 申请日期2000年9月8日 优先权日2000年9月8日
发明者叶玉飞, 黄建锋, 曹盖天, 叶小军 申请人:叶玉飞