专利名称：带有预置位功能的车辆越线行驶监控系统及方法
技术领域：
本发明属于智能交通技术领域，尤其涉及一种带有预置位功能的车辆越线行驶监控系统及方法。
背景技术：
随着经济的快速发展，汽车的广泛普及，交通供给与交通需求之间的矛盾突出，导致道路拥堵日益严重。交通拥堵和交通肇事现象屡屡发生，当前方道路发生拥堵时一些驾驶员为了抢时间不按顺序排队，违法越线插入正在排队等候车队导致交通拥堵加剧和交通肇事现象屡屡发生，违法越线一般表现为进入导向车道后不按规定方向行驶，强行改变行进方向或在画有实线的路段超车等情形。而视频违法检测系统作为智能交通系统的一个重要组成部分，是目前公安交通指挥系统不可缺少的子系统，其在保证城市交通安全、畅通方面发挥着巨大的作用。现有中国专利文献CN 100578562C公开了一种用视频监测车辆违法行为的方法， 在该技术方案中，在图像采集的范围上设置一个监测区域，在该区域内包含一个以上监测子区域，并对每个监测子区域建立一个坐标系和设置交通违法线，每个监测子区域均是用一条以上的线围成的一个封闭区域；交通违法线为一条以上线段，这些线段所围成区域，或者这些线段和监测子区域边界线所围成的区域在监测子区域中形成一个以上禁行区；可以通过云台控制图像采集器旋转，通过图像采集器连续采集图像源的视频图像并将这些图像输入到处理机，处理机比较不同组的图像的差异，如不同组的图像无差异，则继续采集图像；如果有差异，识别这些差异中有无车辆，如无车辆，则继续采集图像；如有车辆，则判断车辆是否正常行驶，若车辆正常行驶，则继续采集图像；如车辆非正常行驶，则记录车辆违法数据；非正常行驶是指车辆在禁行区内移动；记录车辆违法数据是指由处理机控制图像采集器采集车辆违法图片和由处理机生成车辆违法视频数据再由处理机控制记录设备记录下这些图片数据和视频流数据；车辆违法图片是指该车辆违法位置的图片和记录该车辆牌照的高分辨率图片，车辆违法视频流是指记录该车辆违法位置的图片和记录该车辆牌照的高分辨率图片，车辆违法视频是指记录该车辆违法过程的视频流。上述技术方案虽然可以实现监测记录车辆闯红灯违法行为，还可以监测记录车辆其它违法行为，如违禁转向、压实线行驶、在禁驶车道行驶、越线行驶、超速、逆行、非正常停车等车辆违法行为，但是还存在以下问题
上述技术方案中，主要是利用安装在路口的图像采集器采集视频流，同时利用图像采集器采集违法行驶车辆的车牌信息，由于该方法只能采集路口附近的违法车辆信息，一般范围只能在30米以内，云台调整角度也只是改变监控目标，由于没有改变镜头焦距，就不能改变监控距离，用于路口短距离(30米以内)可以，用于路段长距离监控则失去作用，即使在上述技术方案中采用镜头可以自动改变的高清摄像机，也不可能采用同一台高清摄像机既监控到远距离的车辆行驶状态，又能同时抓拍到清晰地违法越线行驶车辆的车牌信息。综上所述，现有技术中的技术方案不能抓拍到远距离的清晰的违法行驶车辆的车牌信息。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中的检测车辆违法行驶行为的监控系统不能抓拍到远距离的清晰的违法行使车辆车牌信息。为解决上述技术问题，本发明提供一种带有预置位功能的车辆越线行驶监控系统，包括
视频检测单元设置在监控路段的上游，具有自动跟踪功能，用于对监控范围内的行驶车辆轨迹进行监控；
图像采集单元包括具有预置位功能的云台和摄像头，用于拍摄违法越线行驶的车辆的车牌信息；
监控信息处理单元接收所述视频检测单元检测到的行驶车辆轨迹信息，当有车辆越线时，控制图像采集单元采集越线车辆的车牌信息；
所述监控信息处理单元利用坐标系对所述视频检测单元的视频画面进行标注，在所述视频画面中设置虚拟检测带，所述虚拟检测带与道路上施划的禁止超越的实线重迭；
将所述虚拟检测带分为N段(N为自然数)，每段虚拟检测带的长度为所述摄像头在焦距固定时可以拍摄到清晰越线车辆车牌信息的距离，根据所述虚拟检测带的分段信息设置图像采集单元的预置位信息，每一段虚拟检测带分别对应一个所述图像采集单元的预置位；
所述图像采集单元的预置位信息是这样设置的事前由人工控制云台进行水平和垂直旋转，同时调整镜头焦距变化，当所对应的虚拟检测段的区域内的越线车辆的车牌号牌等信息能清晰地显示在水平画面中时，就将当前视频画面设置成相应预置位编号； 所述监控信息处理单元包括
数据存储模块用于存储所述视频画面中每段虚拟检测带的坐标信息、所述图像采集单元预置位编号信息以及每段虚拟检测带的编号与所述预置位编号的对应关系；
数据接收模块用于接收所述视频检测单元检测到的行驶车辆轨迹在视频画面中的坐标信息；
数据比较模块用于将所述行驶车辆轨迹的坐标信息与每段虚拟检测带的坐标信息进行比对，当行驶车辆的坐标信息与任意一段虚拟检测带的坐标信息相同时，则确定有车辆越过实线；
预置位调用模块用于根据所述数据比较模块的结果，调用相应的虚拟检测带所对应的预置位信息，控制所述图像采集单元采集违法越线车辆的车牌信息。所述视频检测单元采用具有自动跟踪功能的摄像机。所述图像采集单元中的所述摄像头和所述云台相连接，所述云台带动所述摄像头旋转到指定预置位，同时调整所述摄像头镜头的焦距保证摄像头能采集到清晰的车牌信肩、ο本发明还提供一种带有预置位功能的车辆越线行驶监控方法，包括以下步骤
a、在监控路段的上游设置视频检测单元和图像采集单元，所述图像采集单元包括具有预置位功能的云台和摄像头；b、在所述视频检测单元的视频画面中设置坐标系和虚拟检测带，所述虚拟检测带与道路上施划的禁止超越的实线重迭，将所述虚拟检测带分为N段(N为自然数)，每段虚拟检测带的长度为所述摄像头在焦距固定时可以拍摄到清晰越线车辆车牌信息的距离，将每段虚拟检测带的坐标信息存储在所述数据存储模块中；
C、根据虚拟检测带的分段信息设置图像采集单元的预置位信息，将每段虚拟检测带编号与预置位编号的对应关系存储在所述数据存储模块中；
d、所述视频检测单元检测行驶车辆的轨迹，将行驶车辆的轨迹在视频画面中的坐标发送至所述数据接收模块；
e、所述数据比较模块将所述车辆轨迹在视频画面中的坐标与每一段虚拟检测带的坐标进行一一对比，当发现有重迭时，确定车辆越线行驶并确定车辆越过的虚拟检测带的编号信息；
f、根据所述数据比较模块的比较结果，预置位调用模块调用该虚拟检测带相应的预置位信息，控制图像采集单元采集相应预置位的图像，获得清晰的违法行驶车辆的车牌信息。步骤a中所述视频检测单元为具有自动跟踪功能的摄像机，所述摄像机设置在监控路段的上游。步骤a中所述图像采集单元包括具有预置位功能的云台和摄像头；
所述步骤f中，所述预置位调用模块调用虚拟检测带相应的预置位信息后，所述云台和镜头自动转动到相应预置位的位置后获得清晰的越线违法行为车辆图像信息。本发明具有以下有益效果
(1)本发明中将道路上禁止车辆越过的实线通过虚拟检测带的形式在视频画面中显示出来，通过在视频画面内设置坐标系，使得视频画面中的任意位置都有确定的坐标，当车辆进入监控范围后，视频检测单元追踪到行驶的车辆轨迹，便会得到车辆行驶过程中的坐标值，数据比较模块将车辆行驶的坐标值与虚拟检测带上的坐标值进行比对，便会很容易获知车辆是否越线行驶；因为视频检测单元可以检测的距离较远，约150米左右，而图像采集单元可获得清晰的车牌信息的距离范围只有20米左右，因此为虚拟检测带分段并相应的设置图像采集单元的预置位，例如以15米为一段可以将150米的虚拟检测带分为10段，且每段虚拟检测带都对应着图像采集单元的一个预置位，当获知车辆在哪段虚拟检测带上越线时，图像采集单元便会立即去获取对应预置位的图像信息，可以实现对违法越线车辆的及时监控，并且只要在视频检测单元可以检测到的距离范围内便能实现对越线行驶车辆的实时监控，可监控的距离是现有技术中可监控距离的几倍甚至是十几倍。( 2)本发明中的视频检测单元和图像采集单元采用两组设备，视频检测单元专门用来跟踪进入监控范围内的车辆行驶轨迹，发现车辆越线行驶后系统调用虚拟检测带对应的预置位的图像采集单元的图像信息而图像采集单元的预置位对应的图像信息是预先设置好的，当预置位调用模块调用相应的预置位后，图像采集单元中的云台便会自动调整到相应角度同时摄像头的镜头也会调整到相应的焦距，这时图像采集单元可以采集到该预置位对应的最清晰的车牌信息，因此尽管要监控的距离很远，抓拍的时间很短，但是获得的车牌信息都是清晰的有效的信息。
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图1为本发明所述车辆违法越线行为自动监控系统的结构框图； 图2为本发明所述视频画面示意图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细阐述。如图1所示，本发明提供一种带有预置位功能的车辆越线行驶监控系统，包括 视频检测单元设置在监控路段的上游，具有自动跟踪功能，用于对监控范围内的行驶
车辆轨迹进行监控；
图像采集单元包括具有预置位功能的云台和摄像头，用于拍摄违法越线行驶的车辆的车牌信息；
监控信息处理单元接收所述视频检测单元检测到的行驶车辆轨迹信息，当有车辆越线时，控制图像采集单元采集越线车辆的车牌信息；
所述监控信息处理单元利用坐标系对所述视频检测单元的视频画面进行标注，在所述视频画面中设置虚拟检测带，所述虚拟检测带与道路上施划的禁止超越的实线重迭；
将所述虚拟检测带分为N段(N为自然数)，每段虚拟检测带的长度为所述摄像头在焦距固定时可以拍摄到清晰越线车辆车牌信息的距离，根据所述虚拟检测带的分段信息设置图像采集单元的预置位信息，每一段虚拟检测带分别对应一个所述图像采集单元的预置位；
所述图像采集单元的预置位信息是这样设置的事前由人工控制云台进行水平和垂直旋转，同时调整镜头焦距变化，当所对应的虚拟检测段的区域内的越线车辆的车牌号牌等信息能清晰地显示在水平画面中时，就将当前视频画面设置成相应预置位编号； 所述监控信息处理单元包括
数据存储模块用于存储所述视频画面中每段虚拟检测带的坐标信息、所述图像采集单元预置位编号信息以及每段虚拟检测带的编号与所述预置位编号的对应关系；
数据接收模块用于接收所述视频检测单元检测到的行驶车辆轨迹在视频画面中的坐标信息；
数据比较模块用于将所述行驶车辆轨迹的坐标信息与每段虚拟检测带的坐标信息进行比对，当行驶车辆的坐标信息与任意一段虚拟检测带的坐标信息相同时，则确定有车辆越过实线；
预置位调用模块用于根据所述数据比较模块的结果，调用相应的虚拟检测带所对应的预置位信息，控制所述图像采集单元采集违法越线车辆的车牌信息。所述视频检测单元采用具有自动跟踪功能的摄像机。所述图像采集单元中的所述摄像头和所述云台相连接，所述云台带动所述摄像头旋转到指定预置位，同时调整所述摄像头镜头的焦距保证摄像头能采集到清晰的车牌信息。所述图像采集单元中的所述摄像头和所述云台相连接，事先由人工控制所述云台带动所述摄像头旋转同时调整所述摄像头镜头的焦距保证摄像头能采集到清晰的越线行驶车牌信息，并将该状态设置成相应预置位。本发明还提供一种带有预置位功能的车辆越线行驶监控方法，包括以下步骤
a、在监控路段的上游设置视频检测单元和图像采集单元，所述图像采集单元包括具有预置位功能的云台和摄像头；
b、在所述视频检测单元的视频画面中设置坐标系和虚拟检测带，所述虚拟检测带与道路上施划的禁止超越的实线重迭，将所述虚拟检测带分为N段(N为自然数)，每段虚拟检测带的长度为所述摄像头在焦距固定时可以拍摄到清晰越线车辆车牌信息的距离，将每段虚拟检测带的坐标信息存储在所述数据存储模块中；
如图2所示，为本发明所述视频检测单元的视频画面中的虚拟检测带的分段示意图， 需要注意的是，本发明中所述的分段并不是将所述虚拟检测带断开，只是为了将虚拟检测带与所述的预置位信息对应起来，而图2所示的虚拟检测带1和虚拟检测带2采用粗细不同的线段区分开来也只是为了说明这两段虚拟检测带对应着不同的预置位编号而已，本发明所述的虚拟检测带的设置时不限于图2所示的情形。C、根据虚拟检测带的分段信息设置图像采集单元的预置位信息，将每段虚拟检测带编号与预置位编号的对应关系存储在所述数据存储模块中；
如表1所示为所述虚拟检测带编号与所述预置位编号的对应关系。表 权利要求
1.一种带有预置位功能的车辆越线行驶监控系统，包括视频检测单元设置在监控路段的上游，具有自动跟踪功能，用于对监控范围内的行驶车辆轨迹进行监控；图像采集单元包括具有预置位功能的云台和摄像头，用于拍摄违法越线行驶的车辆的车牌信息；监控信息处理单元接收所述视频检测单元检测到的行驶车辆轨迹信息，当有车辆越线时，控制图像采集单元采集越线车辆的车牌信息；其特征在于所述监控信息处理单元利用坐标系对所述视频检测单元的视频画面进行标注，在所述视频画面中设置虚拟检测带，所述虚拟检测带与道路上施划的禁止超越的实线重迭；将所述虚拟检测带分为N段(N为自然数)，每段虚拟检测带的长度为所述摄像头在焦距固定时可以拍摄到清晰越线车辆车牌信息的距离，根据所述虚拟检测带的分段信息设置图像采集单元的预置位信息，每一段虚拟检测带分别对应一个所述图像采集单元的预置位；所述监控信息处理单元包括数据存储模块用于存储所述视频画面中每段虚拟检测带的坐标信息、所述图像采集单元预置位编号信息以及每段虚拟检测带的编号与所述预置位编号的对应关系；数据接收模块用于接收所述视频检测单元检测到的行驶车辆轨迹在视频画面中的坐标信息；数据比较模块用于将所述行驶车辆轨迹的坐标信息与每段虚拟检测带的坐标信息进行比对，当行驶车辆的坐标信息与任意一段虚拟检测带的坐标信息相同时，则确定有车辆越过实线；预置位调用模块用于根据所述数据比较模块的结果，调用相应的虚拟检测带所对应的预置位信息，控制所述图像采集单元采集违法越线车辆的车牌信息。
2.根据权利要求1所述的带有预置位功能的车辆越线行驶监控系统，其特征在于所述视频检测单元采用具有自动跟踪功能的摄像机。
3.根据权利要求1或2所述的带有预置位功能的车辆越线行驶监控系统，其特征在于所述图像采集单元中的所述摄像头和所述云台相连接，所述云台带动所述摄像头旋转到指定预置位，同时调整所述摄像头镜头的焦距保证摄像头能采集到清晰的车牌信息。
4.一种带有预置位功能的车辆越线行驶监控方法，包括以下步骤a、在监控路段的上游设置视频检测单元和图像采集单元，所述图像采集单元包括具有预置位功能的云台和摄像头；b、在所述视频检测单元的视频画面中设置坐标系和虚拟检测带，所述虚拟检测带与道路上施划的禁止超越的实线重迭，将所述虚拟检测带分为N段(N为自然数)，每段虚拟检测带的长度为所述摄像头在焦距固定时可以拍摄到清晰越线车辆车牌信息的距离，将每段虚拟检测带的坐标信息存储在所述数据存储模块中；C、根据虚拟检测带的分段信息设置图像采集单元的预置位信息，将每段虚拟检测带编号与预置位编号的对应关系存储在所述数据存储模块中；d、所述视频检测单元检测行驶车辆的轨迹，将行驶车辆的轨迹在视频画面中的坐标发送至所述数据接收模块；e、所述数据比较模块将所述车辆轨迹在视频画面中的坐标与每一段虚拟检测带的坐标进行一一对比，当发现有重迭时，确定车辆越线行驶并确定车辆越过的虚拟检测带的编号信息；f、根据所述数据比较模块的比较结果，预置位调用模块调用该虚拟检测带相应的预置位信息，控制图像采集单元采集相应预置位的图像，获得清晰的违法行驶车辆的车牌信息。
5.根据权利要求4所述的带有预置位功能的车辆越线行驶监控方法，其特征在于 步骤a中所述视频检测单元为具有自动跟踪功能的摄像机，所述摄像机设置在监控路段的上游。
6.根据权利要求4或5所述的带有预置位功能的车辆越线行驶监控方法，其特征在于步骤a中所述图像采集单元包括具有预置位功能的云台和摄像头； 所述步骤f中，所述预置位调用模块调用虚拟检测带相应的预置位信息后，所述云台和镜头自动转动到相应预置位的位置后获得清晰的越线违法行为车辆图像信息。
全文摘要
本发明提供一种带有预置位功能的车辆越线行驶监控系统，包括具有自动跟踪功能的视频检测单元；图像采集单元包括具有预置位功能的云台和摄像头，用于拍摄违法越线行驶的车辆的车牌信息；监控信息处理单元接收所述视频检测单元检测到的行驶车辆轨迹信息，当有车辆越线时，控制图像采集单元采集越线车辆的车牌信息；采用本发明中的监控系统可以在150米范围内，对所有违法越线行驶的车辆进行准确检测，并拍摄到清晰的违法越线行驶车辆的车牌信息。
文档编号G08G1/01GK102394012SQ201110167619
公开日2012年3月28日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者姜廷顺, 张永波, 李瑞敏, 王一良, 贾胜勇, 陆化普 申请人:姜廷顺, 陆化普