专利名称：一种集中模式的车辆信息采集系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频图像处理技术和智能交通领域，特别涉及对于车牌识别和交通视频图像处理的集中模式的车辆信息采集系统。
背景技术：
车牌识别处理系统在交通监控、交通管理、社会治安中扮演着重要的角色，在打击超速行为和违法行为、震慑犯罪分子方面起了重要的作用，还能对逃逸车辆、被盗抢车辆和其他协查车辆布控，大大改善安全行车环境，同时服务于社会治安管理。
目前，市场上的车牌识别处理系统基本采用车辆检测器-摄像机-采集卡-计算机(工控机)结构，该结构需要将交通视频图像处理和识别系统与通用图像设备结合。这种结构存在以下问题1、交通视频图像处理和识别系统软件在工控机中的运行，需要占用较多的工控机资源，受工控机性能限制，降低了系统的稳定性，同时一台工控机能够处理的摄像机数量有限，增加了工控机的数量，也提高了系统的成本；2、前端装置(摄像机和车辆检测器)与工控机之间只能短距离传输数据，这样导致很多路段的检测点整个系统(包括计算机或工控机)因为距离限制安装在室外，而野外道路往往容易造成工控机的被盗，另外室外环境复杂潮湿、灰尘、路边震动、高(低)温变化，增加了系统的故障率，减少了系统设备的使用寿命；3、进行车牌识别处理的各检测点比较分散，各检测点的系统设备也都相应的比较分散，这样对各检测点系统设备的管理和维护困难，维护成本高；4、用于车牌识别处理的硬件、软件需要与工控机内其他通用设备和软件结合，造成结构复杂，成本昂贵，安装麻烦，维护困难，且出现故障时，无法分清具体出故障的系统，导致维修麻烦；
另外，一种嵌入式、一体化车牌识别器在市场上也有应用，该识别器采用了将车牌图像处理的DSP处理器设备与摄像机集成一体化的结构。这种一体化结构的DSP处理器只能为一个摄像机服务，造成资源浪费；整个系统工作在各现场道路检测点，处于室外环境，同时由于车牌识别设备需要在24小时各种环境下工作，导致系统不稳定，维护困难；该系统需要将识别结果和车辆图片等数据通过通信接口传输给主机，在某些情况下受到通信线路带宽和布设情况的限制，不灵活。
发明内容
本发明是为了克服现有车牌识别处理系统的上述不足，而提供的一种集中模式的车辆信息采集系统，该集中模式的车辆信息采集系统结合嵌入式处理系统，将前端设备安装在道路任意断面上，控制主机安装于需要的任意距离处远端室内，通过实时通信，实现车辆信息自动采集。
本发明采取的技术方案是一种集中模式的车辆信息采集系统，包括至少一个图像抓拍装置，所述的图像抓拍装置，用于获得视频信号；至少一嵌入式板卡，所述的嵌入式板卡用于完成对视频图像的处理、识别过程，并将处理以后的数据通过PCI总线上传给控制中心；一前端触发板，所述的前端触发板用于将多路车辆检测器给出的I/O触发信号转换为一路串口信号，其输入端与车辆检测器输出端相连；一后端触发板，所述的后端触发板用于将一路串口信号转换为对应的多路I/O触发信号，其输出端与嵌入式板卡的输入端相连；一后端控制板，用于从嵌入式板卡的输出端获得多路成像控制信号并将其转为一路输出，后端控制板的输入端与嵌入式板卡输出端相连；一前端控制板，用于将接收到的一路信号转换为对应的多路成像控制命令，并传给对应的图像抓拍装置，确定控制板的输出端与图像抓拍装置输入端相连；以及，一通信设备，适合多种距离传输信息；该通信设备的第一输入端与图像抓拍装置输出端相连，通信设备的第一输出端与嵌入式板卡的输入端相连；通信设备的第二输入端与前端触发板的输出端相连，通信设备的第二输出端与后端触发板的输入端相连；通信设备的第三输入端与后端控制板相连，通信设备的第三输出端与前端控制板的输入端相连。
上述一种集中模式的车辆信息采集系统，其中，所述的图像抓拍装置主要由摄像机和补光灯构成。
上述一种集中模式的车辆信息采集系统，其中，所述的嵌入式板卡包括图像采集模块、图像处理模块、触发控制接口模块、PCI总线接口模块及中心控制模块，所述的图像采集模块、图像处理模块以及PCI总线接口模块顺序相连，中心控制模块与图像采集模块、图像处理模块、触发控制接口模块、PCI总线接口模块双向连接；所述图像抓拍装置将由通信设备传来的视频信号送入所述图像采集模块，所述图像采集模块对获得的视频信号进行模数转换后送入图像处理模块，所述图像处理模块的图像预处理模块根据图像特征生成成像控制命令；上述一种集中模式的车辆信息采集系统，其中，所述的前端触发板、后端触发板、前端控制板和后端控制板由单片机构成。
上述一种集中模式的车辆信息采集系统，其中，所述的嵌入式板卡，插在工控机的PCI插槽上，独立于工控机进行交通视频图像处理工作。
上述一种集中模式的车辆信息采集系统，其中，还包括至少一个车辆检测器，所述的车辆检测器为通用车辆检测设备，包括线圈检测器，或微波检测器，或激光检测器，或红外检测器；当有车辆通过该车辆检测器时，给出触发信号。
上述一种集中模式的车辆信息采集系统，其中，所述的嵌入式板卡对应多路车辆检测器和多部图像抓拍装置实时通信，获得多路车辆检测器的触发信号，发送给多部图像抓拍装置成像控制命令信号，采集来自多部成像抓拍装置的视频信号。
上述一种集中模式的车辆信息采集系统，其中，所述的通信设备为通用的通信视频信号、数字信号传输设备，包括光端机，或RS485/422线，或微波、或光缆、或线缆。
上述一种集中模式的车辆信息采集系统，其中，所述系统进一步包括测速板，其输入端与车辆检测器相连，获得车辆检测器的检测信号，通过该测速板获得车辆瞬时行驶速度，输出到通信设备，通过该通信设备将该速度数据上传给控制中心。
由于本发明采用了以上的技术方案，与相应技术相比，具有积极的效果1、本发明中，嵌入式板卡、后端控制板等可设置在距前端抓拍装置任意距离的室内，既可以集中放置于指挥中心，也可以放置于不同的报警点或管理处；系统工作所需要的视频信号和车辆检测器的触发信号直接通过通信设备从现场传输，保证了远端室内设备与前端设备的实时数据交互；2、本发明采用的嵌入式板卡，插在工控机的PCI插槽上，对视频图像的处理、识别过程独立于工控机完成，无需占用工控机的CPU时间，因此一台工控机可以同时处理多块嵌入式板卡的数据，每块嵌入式板卡处理完以后的数据通过PCI总线传给工控机；3、一块嵌入式板卡可同时处理多部图像抓拍装置的视频图像，获得多个车道的车辆信息(包括车辆图像信息、车牌信息等)，同时可接收多部车辆检测器的触发信号、发送多路成像控制命令给抓拍装置，前端触发板与后端触发板一一对应，且一套触发板可传输多路车辆检测器的触发信号；前端控制板与后端控制板一一对应，且一套控制板可传输多路成像控制命令。
本发明的具体特征性能由以下的实施例及其附图进一步描述。
图1是本发明集中模式的车辆信息采集系统的一种实施例的电方框图。
图2是图1本发明集中模式的车辆信息采集系统的具体结构示意图。
图3是本发明集中模式的车辆信息采集系统的另一种实施例的电方框图。
图4是图3本发明集中模式的车辆信息采集系统的具体结构示意图。
图5是本发明集中模式的车辆信息采集系统距离附近室内的系统图。
图6是本发明集中模式的车辆信息采集系统距离远端室内的系统图。
图7是本发明集中模式的车辆信息采集系统距离附近室内时与其他设备连接示意图(单向两车道)。
图8是本发明集中模式的车辆信息采集系统距离远端室内时与其他设备连接示意图(单向两车道)。
具体实施例方式
请参阅图1。本发明一种集中模式的车辆信息采集系统，包括至少一个用于获得车辆或/和车牌的视频信号的图像抓拍装置11；所述的图像抓拍装置主要由摄像机和补光灯构成。至少一个车辆检测器12，所述的车辆检测器用于获得检测车辆的触发信号。所述的车辆检测器为通用车辆检测设备，包括线圈检测器，或微波检测器，或激光检测器，或红外检测器；当有车辆通过该车辆检测器时，发出触发信号。至少一嵌入式板卡13，该嵌入式板卡用于完成对视频图像的处理、识别过程，并将处理以后的数据通过PCI总线上传给控制中心100。该嵌入式板卡包括图像采集模块131、图像处理模块132、触发控制接口模块133、PCI总线接口模块134及中心控制模块135，所述的图像采集模块、图像处理模块以及PCI总线接口模块顺序相连，中心控制模块与图像采集模块、图像处理模块、触发控制接口模块、PCI总线接口模块双向连接；所述图像抓拍装置将由通信设备传来的视频信号送入所述图像采集模块，所述图像采集模块对获得的视频信号进行模数转换后送入图像处理模块，所述图像处理模块根据图像特征生成成像控制命令。所述的嵌入式板卡，插在控制中心例如工控机的PCI插槽上，独立于工控机进行交通视频图像处理工作。嵌入式板卡与工控机组成控制主机。
本发明一种集中模式的车辆信息采集系统，还包括一前端触发板14，所述的前端触发板用于将多路车辆检测器给出的I/O触发信号转换为一路串口信号，其输入端与车辆检测器输出端相连；一后端触发板15，所述的后端触发板用于将一路串口信号转换为对应的多路I/O触发信号，其输出端与嵌入式板卡的触发控制接口相连。一后端控制板16，其输入端与嵌入式板卡输入端相连，用于从嵌入式板卡的输出端获得多路成像控制信号并将其转为一路输出；一前端控制板17，其输出端与图像抓拍装置的输入端相连，用于将接收到的一路信号转换为对应的多路成像控制命令，并传给对应的图像抓拍装置；所述的前端控制板和后端控制板由单片机构成。以及，一通信设备18，用于远距离传输信息；该通信设备的第一输入端与图像抓拍装置输出端相连，通信设备的第一输出端与嵌入式板卡的图像采集模块相连；通信设备的第二输入端与前端触发板的输出端相连，通信设备的第二输出端与后端触发板的输入端相连；通信设备的第三输入端与后端控制板输入端相连，通信设备的第三输出端与前端控制板的输入端相连。所述的通信设备为通用的通信视频信号、数字信号传输设备，包括光端机，或RS485/422线，或微波、或光缆、或线缆。
图2是图1本发明集中模式的车辆信息采集系统的具体结构示意图。其中，车辆检测器有1～M个，图像抓拍装置有1～M个，嵌入式板卡有1～L个。所述的嵌入式板卡可与多路车辆检测器和多部图像抓拍装置实时通信，获得多路车辆检测器的触发信号，发送给多部图像抓拍装置成像控制命令信号，采集来自多部成像抓拍装置的视频信号。其他部件与图1所示相同，连接方式相同。
图3是本发明集中模式的车辆信息采集系统的另一种实施例的电方框图。本实施例与上述实施例的不同点在于，所述系统进一步包括测速板，其输入端与车辆检测器相连，获得车辆检测器的检测信号，通过该测速板获得车辆瞬时行驶速度，输出到通信设备，通过该通信设备将该速度数据上传给控制中心。
图4是本发明集中模式的车辆信息采集系统的另一种实施例的具体结构示意图。其中，车辆检测器有1～M个，图像抓拍装置有1～M个，嵌入式板卡有1～L个。所述的嵌入式板卡可与多路车辆检测器和多部图像抓拍装置实时通信，获得多路车辆检测器的触发信号，发送给多部图像抓拍装置成像控制命令信号，采集来自多部成像抓拍装置的视频信号。
本发明应用于交通卡口系统中，抓拍装置安装在检测路段的龙门架上，嵌入式板卡可设置于检测点附近或远端的室内。请参阅图5、图6。
如果检测点附件有便于放置控制主机的房子，则将控制主机设置在距离检测点附件的室内，此时通信设备可采用简单的线缆实时、快速的实现通信，无需光端机；如果嵌入式板卡设置在离检测点较远的室内，此时通信为了远距离传输视频信号时无损耗，需采用光端机等特殊的传输设备来完成视频信号和成像控制信号的远程传输工作。当检测点处有车辆通过时，车辆检测器给出触发信号，由前端触发板将其转为适合远距离传输的串口信号，然后传给后端触发板，后端触发板将其转为触发信号，传给嵌入式板卡，嵌入式板卡接收触发信号后，发送成像控制命令给抓拍装置，图像抓拍装置抓拍经过补光灯补光的车辆图像，传给嵌入式板卡后，板卡对其进行A/D转换、并运行车牌识别算法，获得车牌号码、车牌图像和颜色、瞬时行驶速度等需要的各种信息，并将这些信息通过PCI总线传给工控机，这样系统可以获得通过该检测点的所有车辆信息，当有黑名单车辆通过时，系统可报警、当检测到超速车辆时，可报警并将该车辆牌照号写入黑名单数据库中。
由于一部工控机可同时插多个嵌入式板卡，每个板卡可与多路车辆检测器和多部前端图像抓拍装置连接，因此可大量节约工控机资源，使通信快速。
请参阅图7、图8。本发明用于超速布控系统，检测区间车速、获得车辆旅行时间，对超速车辆进行报警、记录处理当车辆经过检测点1时，该处系统识别出车牌号码并记录车辆经过该处的时间，该处对应的室内嵌入式板卡通过PCI总线将这些数据传给工控机，然后通过网络传给交通信息处理中心；当车辆抵达检测点2时，该处车牌识别设备识别车牌号码并记录车辆通过该处的时间，该处对应的室内嵌入式板卡通过PCI总线将这些数据传给工控机，然后通过网络传给交通信息处理中心，处理中心将检测点1、2处车牌号码进行比对，获得该车通过检测点1、2路段的旅行时间，在检测点1、2距离已知的情况下，可得到车辆通过检测点1、2路段的区间速度。当得出该车为超速车辆时，处理中心可将该车牌照号写入黑名单库，并进行处理，同时车辆旅行时间信息可发布、进行交通诱导。
本发明还可用于小区、停车场的车辆管理系统，高速公路收费、监控管理系统，车牌管理、登录、验证系统，车流、车速统计、安全管理系统等。
本发明优点在于1、本发明将图像抓拍装置获得的视频信号传到任意地点进行处理、识别，尤其是在环境好的室内进行处理，这样可以保证系统的稳定供电，这是系统长时间稳定运行的前提；同时，室内环境可以提供合适的工作环境，完全满足工控机防潮，防震，防高(低)温的需要，保证系统稳定运行；
2、本发明中，嵌入式板卡对视频图像处理工作独立于工控机，不受工控机性能及其系统软件的影响，保证系统工作稳定；嵌入式板卡通过PCI总线与工控机通信，保证通信实时、快速；3、本发明中，一块触发板可以与多路检测器连接，一块控制板可控制多部摄像机及补光灯，每一块嵌入式板卡可处理多路视频信号，每台工控机又可与多块嵌入式板卡实时通信，这样一台室内控制主机可同时处理多个检测路段的数据，极大的提高了系统集中处理性能，简化了系统结构，从而减少了故障源；4、本发明将图像抓拍装置获得的视频信号传到任意地点进行处理、识别，使得对控制主机等设备的集中封闭管理和配置成为可能，大大减少了用户的维护成本；同时使前端设备为适于野外工作环境的摄像机、车检器和各种处理板等，将不适于野外工作环境的控制主机集中放在了远端室内，这样易于安装、维护和解决防盗等问题，减少了用户对室外设备的施工和维护成本；5、一块触发板可以与多路车辆检测器连接，一块控制板可控制多部摄像机及补光灯，每一块嵌入式板卡可处理多路视频信号，每台工控机又可与多块嵌入式板卡实时通信，这样一台室内控制主机可同时处理多个检测路段的数据，减少了硬件数量，节约了成本。
6、对控制主机等设备的集中封闭管理和配置，便于用户提供合适的工作环境，完全满足工控机防潮，防震，防高(低)温的需要，不仅可以保证系统稳定运行，同时大大提高系统硬件的使用寿命。
7、本发明可实现对控制主机等设备的集中封闭管理和配置，提高了系统的可靠性和安全性。
8.嵌入式板卡插在工控机的PCI插槽内，独立于工控机进行交通视频图像处理工作，安装维护简单、可靠性高。
权利要求
1.一种集中模式的车辆信息采集系统，包括至少一个图像抓拍装置，所述的图像抓拍装置，用于获得视频信号；至少一嵌入式板卡，所述的嵌入式板卡用于完成对视频图像的处理、识别过程，并将处理以后的数据通过PCI总线上传给控制中心；一前端触发板，所述的前端触发板用于将多路车辆检测器给出的触发信号转换为一路串口信号，其输入端与车辆检测器输出端相连；一后端触发板，所述的后端触发板用于将一路串口信号转换为对应的多路触发信号，其输出端与嵌入式板卡的输入端相连；一后端控制板，用于从嵌入式板卡的输出端获得多路成像控制信号并将其转为一路输出，后端控制板的输入端与嵌入式板卡输出端相连；一前端控制板，用于将接收到的一路信号转换为对应的多路成像控制命令，并传给对应的图像抓拍装置，确定控制板的输出端与图像抓拍装置输入端相连；以及，一通信设备，适合多种距离传输信息；该通信设备的第一输入端与图像抓拍装置输出端相连，通信设备的第一输出端与嵌入式板卡的输入端相连；通信设备的第二输入端与前端触发板的输出端相连，通信设备的第二输出端与后端触发板的输入端相连；通信设备的第三输入端与后端控制板相连，通信设备的第三输出端与前端控制板的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种集中模式的车辆信息采集系统，其特征在于，所述的图像抓拍装置主要由摄像机和补光灯构成。
3.根据权利要求1所述的一种集中模式的车辆信息采集系统，其特征在于，所述的嵌入式板卡包括图像采集模块、图像处理模块、触发控制接口模块、PCI总线接口模块及中心控制模块，所述的图像采集模块、图像处理模块以及PCI总线接口模块顺序相连，中心控制模块与图像采集模块、图像处理模块、触发控制接口模块、PCI总线接口模块双向连接；所述图像抓拍装置将由通信设备传来的视频信号送入所述图像采集模块，所述图像采集模块对获得的视频信号进行模数转换后送入图像处理模块，所述图像处理模块根据图像特征生成成像控制命令。
4.根据权利要求1所述的一种集中模式的车辆信息采集系统，其特征在于，所述的前端触发板、后端触发板、前端控制板和后端控制板由单片机构成。
5.根据权利要求1所述的一种集中模式的车辆信息采集系统，其特征在于，所述的嵌入式板卡，插在控制中心的PCI插槽上，独立于系统其他设备和软件进行交通视频图像处理工作。
6.根据权利要求1所述的一种集中模式的车辆信息采集系统，其特征在于，还包括至少一个车辆检测器，所述的车辆检测器为通用车辆检测设备，包括线圈检测器，或微波检测器，或激光检测器，或红外检测器；当有车辆通过检测路段时，给出触发信号。
7.根据权利要求1所述的一种集中模式的车辆信息采集系统，其特征在于，所述的嵌入式板卡与对应多路车辆检测器和多部图像抓拍装置实时通信，获得多路车辆检测器的触发信号，发送给多部图像抓拍装置成像控制命令信号，采集来自多部成像抓拍装置的视频信号。
8.根据权利要求1所述的一种集中模式的车辆信息采集系统，其特征在于，所述的通信设备为通用的通信视频信号、数字信号传输设备，包括光端机，或RS485/422线，或微波、或光缆、或线缆。
9.根据权利要求1所述的一种集中模式的车辆信息采集系统，其特征在于，所述系统进一步包括测速板，其输入端与车辆检测器相连，获得车辆检测器的检测信号，通过该测速板获得车辆瞬时速度，输出到通信设备，通过该通信设备将该速度数据上传给控制中心。
全文摘要
本发明公开了一种集中模式的车辆信息采集系统，包括至少一个图像抓拍装置；至少一嵌入式板卡，该嵌入式板卡用于完成对视频图像的处理、识别过程，并将处理以后的数据通过PCI总线上传给控制中心；一将多路车辆检测器给出的触发信号转换为一路串口信号的前端触发板；一将一路串口信号转换为对应的多路触发信号的后端触发板；一后端控制板和一前端控制板；以及一适合多种距离传输信息的通信设备。该集中模式的车辆信息采集系统结合嵌入式处理系统，将前端设备安装在道路任意断面上，控制主机安装于需要的任意距离处远端室内，通过实时通信，实现车辆信息自动采集。
文档编号H04N7/18GK1983347SQ20051011138
公开日2007年6月20日 申请日期2005年12月12日 优先权日2005年12月12日
发明者李月成, 裴建军, 刘爱华, 徐尚鹏, 施明杰 申请人:上海高德威智能交通系统有限公司