高速列车视频辅助驾驶系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及视频处理系统及列车控制技术领域，特别是一种高速列车的列车系统视频辅助驾驶分析系统。
【背景技术】
[0002]近几年，中国经济的高速发展，高速铁路也随之快速发展，速度的提高，对铁路路基平整度有很大的提高，为适应铁路速度上的要求，过山隧道越来越多，使得高速列车在进出隧道时，司机视野中的光线变化剧烈，同时列车的高速移动，明暗变化周期短，使得司机很难适应外部光线强烈的变化。
[0003]而且最近几年，经济的快速发展，对环境影响较大，空气污染也日趋严重，空气问题已经成为人人必谈的话题，也成为大家最担心的问题，伴随着中国雾霾天气的严峻性，人们所看到的视野朦胧，视觉距离严重缩短，同时也严重影响高速列车的正常运行，若一旦出现雾霾天气，也势必造成监控盲区，给铁路的运行安全带来隐患。
[0004]视频辅助驾驶系统是通过前端感光传感器高速采样，利用超低照度、超宽动态的传感器的快速变化，使用FPGA对每一帧数据进行实时检测，对图像进行透雾加工处理，使得在司机监控显示终端上展示可靠的有用界面，辅助司机驾驶。
[0005]超低照度摄像的基本原理即把光学图像信号转变为电信号，若信号很弱，则通过预放电路进行放大，再经过各种电路进行处理和调整，最后得到标准信号再送至后端进行编码显示记录等。
[0006]超宽动态是在非常强烈的对比下，让摄像机先对照亮区域进行一次快速曝光，得到一幅亮部区域清晰正常的图像并存储到数据缓冲存储器中，然后再对场景中暗部区域进行一次慢速曝光，得到一幅暗部区域画面清晰的图像也存储到数据缓冲存储器中，以上曝光完毕后，利用特有的图像处理算法，将两幅图像当中亮度适当的部分分别切割下来，最后进行叠加合成并输出一幅明暗区域都清晰可见的图像。
[0007]透雾原理是指可见光在通过空气中的烟尘或雾气时，会被阻挡发射而无法通过，而近红外光线由于波长较长，可以绕过烟尘和雾气并穿透过去，并且摄像机的感光元件可以感应到这部分近红外光，所以就可以利用这部分光线来实现穿尘透雾的监控，在不可见光的范围内，有一定频率的红外光可以穿透雾气，需要在摄像机和镜头上进行处理，用来将这一频率的不可见光进行成像，最终获取清晰的监控图像画面。
【发明内容】
[0008]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种高速列车视频辅助驾驶系统，有效解决了雾霾天气影响高速列车的正常运行的问题。
[0009]其解决的技术方案是，包括安装在高速列车上的视频辅助驾驶设备和安装在地面的视频分析系统，所述的安装在高速列车上的视频辅助驾驶设备包括摄像采集设备、视频数据处理单元、数据记录单元、司机监控终端和电源单元，所述的摄像采集设备与视频数据处理单元连接，视频数据处理单元与数据记录单元连接，视频数据处理单元与司机监控终端连接，摄像采集设备、视频数据处理单元、数据记录单元、司机监控终端都与电源单元连接;
安装在地面的视频分析系统包括UPS不间断电源、数据交换传输单元、数据分析处理单元、数据库系统RMDB和显示终端，数据交换传输单元接收安装在高速列车上的视频辅助驾驶设备中数据记录单元的视频信息，数据交换传输单元与数据分析处理单元连接，数据分析处理单元与数据库系统RMDB连接，数据分析处理单元和数据库系统RMDB都连接显示终端，数据交换传输单元、数据分析处理单元、数据库系统RMDB和显示终端都与UPS不间断电源连接。
[0010]本发明采用高速超低照度、超宽动态的感光传感器，同时对图像信息进行透雾加工处理，使司机监控显示终端上显示更加清晰可靠的图像；并辅助增加特征图像识别，如前方高柱灯码信息识别，断合接触网信息识别等，完成辅助司机驾驶；本发明还具有数据压缩、存储的功能，在进行数据分析时，可对视频进行定位检索。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的视频辅助驾驶设备结构组成示意图。
[0012]图2为本发明的视频分析系统结构组成示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0014]现结合图1和图2所示，本发明一种高速列车视频辅助驾驶系统，包括安装在高速列车上的视频辅助驾驶设备和安装在地面的视频分析系统，所述的安装在高速列车上的视频辅助驾驶设备包括摄像采集设备、视频数据处理单元、数据记录单元、司机监控终端和电源单元，所述的摄像采集设备与视频数据处理单元连接，视频数据处理单元与数据记录单元连接，视频数据处理单元与司机监控终端连接，摄像采集设备、视频数据处理单元、数据记录单元、司机监控终端都与电源单元连接；
安装在地面的视频分析系统包括UPS不间断电源、数据交换传输单元、数据分析处理单元、数据库系统RMDB和显示终端，数据交换传输单元接收安装在高速列车上的视频辅助驾驶设备中数据记录单元的视频信息，数据交换传输单元与数据分析处理单元连接，数据分析处理单元与数据库系统RMDB连接，数据分析处理单元和数据库系统RMDB都连接显示终端，数据交换传输单元、数据分析处理单元、数据库系统RMDB和显示终端都与UPS不间断电源连接。
[0015]所述的摄像采集设备安装在高速列车前视窗处，当列车运行时，摄像采集设备对前方实时进行图像采集。
[0016]所述的电源单元采用车载DC110V，为安装在高速列车上的视频辅助驾驶设备提供电能，同时避免浪涌、群脉冲、高频串扰等外界干扰，保证电磁兼容性的高可靠性。
[0017]所述的视频数据处理单元使用H.264编码，每分钟产生的数据量约为10MB。
[0018]所述的数据记录单元使用32GB存储单元，采用循环记录方式，可以保存48小时视频数据。
[0019]所述摄像采集设备安装在高速列车前视窗前，摄像采集设备分辨率为720P030FPS，采集前端视频图像信息，感应外界光线强弱，自动控制调整光圈和曝光时间，使用高速超低照度CCD图像传感器，工作在60FPS上，每次自动