專利名稱：交通視頻控制器及車輛違規(guī)抓拍控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交通視頻控制器，還涉及這種交通視頻控制器應(yīng)用的車輛違 規(guī)抓拍控制方法，主要可用于電子警察系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的電子警察系統(tǒng)中，路況監(jiān)控、車輛闖紅燈抓拍、車輛超速抓拍等功 能的實現(xiàn)，都是獨立的系統(tǒng)各自完成的，系統(tǒng)復雜、連接繁瑣、造價昂貴、維護 難度很大。因此需要有一種產(chǎn)品，將安裝于現(xiàn)場的相應(yīng)外圍設(shè)備(例如攝像機、 車輛檢測器、紅燈檢測器和工業(yè)PC機等)連接起來，統(tǒng)一進行信號的處理和傳 遞，形成統(tǒng)一的電子警察系統(tǒng)，使路況監(jiān)控、闖紅燈抓拍和超速抓拍等能夠在同 一個電子警察系統(tǒng)中完成。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種交通視頻控制器，還提供了這種 交通視頻控制器應(yīng)用的一種車輛違規(guī)抓拍控制方法，該交通視頻控制器在電子警 察系統(tǒng)中連接各相應(yīng)的外圍設(shè)備，進行統(tǒng)一的信號處理和傳送，并可以與遠程中 央控制系統(tǒng)通信，傳送圖像數(shù)據(jù)。
本發(fā)明實現(xiàn)上述目的技術(shù)方案是 一種交通視頻控制器，設(shè)有中央處理單元， 所述中央處理單元設(shè)有若干接口電路，其中包括若干車輛狀態(tài)檢測接口電路、若 干紅燈狀態(tài)檢測接口電路和若干抓拍控制接口電路，所述車輛狀態(tài)檢測接口電路 用于接收相應(yīng)的車輛檢測器發(fā)來的車輛檢測信號，所述紅燈狀態(tài)檢測接口電路用 于接收相應(yīng)的紅燈檢測器發(fā)來的紅燈檢測信號，所述中央處理單元依據(jù)設(shè)定程序 對所述車輛檢測信號和紅燈檢測信號進行分析運算，判斷是否存在車輛違規(guī)事 件，在出現(xiàn)車輛違規(guī)事件時，生成抓拍控制信號，送至所述抓拍控制接口電路。所述中央處理單元還設(shè)有無線接收模塊接口和無線發(fā)射模塊接口，分別用于 連接無線接收模塊和無線發(fā)射模塊，通過無線接收模塊和無效發(fā)射模塊與遠程中 央控制系統(tǒng)通信，接受遠程中央控制系統(tǒng)的路況拍攝和傳送指令，進行道路交通 路況拍攝并將拍攝的錄像信息經(jīng)過轉(zhuǎn)換后發(fā)送給遠程中央控制系統(tǒng)，接受遠程中 央控制系統(tǒng)的違規(guī)發(fā)送指令，將存儲的違規(guī)圖像信息轉(zhuǎn)換后發(fā)送給遠程的中央控 制系統(tǒng)，向遠程中央控制系統(tǒng)發(fā)送接收請求，并在遠程中央控制系統(tǒng)應(yīng)答后，將 存儲的圖像信息發(fā)送給遠程中央控制系統(tǒng)。
一種車輛違規(guī)抓拍控制方法，包括下列步驟
(1) 釆用交通視頻控制器接收并檢測來自各車輛檢測器的車輛信息，采用 4取3邏輯；
(2) 采用交通視頻控制器接收并檢測來自紅燈檢測器的本方向紅燈信息， 采用4取3邏輯；
(3) 采用交通視頻控制器接收來自光線強度檢測器的環(huán)境光線強度信息， 采用4取3邏輯；
(4) 采用交通視頻控制器，對攝像機應(yīng)有的拍攝模式進行判斷，根據(jù)光線
強度信息，控制攝像機的光圈大小及工作模式，以獲取最佳質(zhì)量的圖像；
(5) 采用交通視頻控制器逐一判斷各車道是否存在車輛違規(guī)事件 若本車道處于非紅燈狀態(tài)，且有車輛通過，則檢測車輛通過2個地感線圈
的時間間隔，算出車輛的速度，將其與設(shè)定的速度上限進行比較，若大于上限， 則判定有車輛超速事件發(fā)生，進行事件記錄，并轉(zhuǎn)入步驟(6)進行處理；
若本車道處于紅燈狀態(tài)，同時又檢測到有車輛，則判定有闖紅燈事件發(fā)生， 進行事件記錄，轉(zhuǎn)入步驟(6)進行處理；
若沒有車輛違規(guī)事件記錄，轉(zhuǎn)入對下一車道的判斷，重復上述過程；
(6) 將抓拍標志置為有效狀態(tài)，送至工業(yè)PC機的32路輸入/32路輸出開關(guān)量卡的對應(yīng)信號輸入位，通知PC機進行抓拍處理；
在光線較弱或夜間時，在視頻同步信號的協(xié)調(diào)下，控制補光燈開啟，進行 光線補償，以獲得高質(zhì)量的視頻圖像；
(7) 通過交通視頻控制器主CAN通訊接口，通知本路口的其他交通視頻控 制器，進行多攝像機的協(xié)同抓拍處理；
(8) 若交通視頻控制器收到本路口其他交通視頻控制器的協(xié)同抓拍信息， 則進行協(xié)同事件記錄，重復步驟(6)的過程；
(9) 轉(zhuǎn)入下一車道的判斷，重復上述過程。
由于本發(fā)明的交通視頻控制器設(shè)置了若干接口電路，通過各接口電路將車輛 檢測器、紅燈檢測器和工業(yè)PC機連接起來，進行統(tǒng)一的信號處理和傳送，在出 現(xiàn)車車輛違規(guī)事件時，通過工業(yè)PC機控制攝像機進行抓拍，由此實現(xiàn)了對外圍 設(shè)備的管理，達到協(xié)同、有序的工作狀態(tài)，并且簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低了成本、 方便了各外圍設(shè)備的布線連接，方便了系統(tǒng)的安裝和維護。由于設(shè)置了無線接收 模塊接口和無線發(fā)射模塊接口，分別用于連接無線接收模塊和無線發(fā)射模塊，通 過無線接收模塊和無效發(fā)射模塊就可以與遠程中央控制系統(tǒng)進行無線通信，接受 遠程中央控制系統(tǒng)的路況拍攝和傳送指令，進行路況拍攝和圖像傳遞，由此使抓 拍系統(tǒng)具有了多功能。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式
參見圖l，本發(fā)明提供的交通視頻控制器，設(shè)有中央處理單元，所述中央處 理單元設(shè)有若干接口電路，其中包括若干車輛狀態(tài)檢測接口電路、若干紅燈狀態(tài)
檢測接口電路和抓拍控制接口電路，所述車輛狀態(tài)檢測接口電路用于接收相應(yīng)的 車輛檢測器發(fā)來的車輛檢測信號，所述紅燈狀態(tài)檢測接口電路用于接收相應(yīng)的紅
9燈檢測器發(fā)來的紅燈檢測信號，所述中央處理單元依據(jù)設(shè)定程序?qū)λ鲕囕v檢測 信號和紅燈檢測信號進行分析運算，判斷是否存在車輛違規(guī)事件，在出現(xiàn)車輛違 規(guī)事件時，生成抓拍控制信號，通過所述抓拍控制接口電路送至工業(yè)PC機。
所述中央處理器還可以設(shè)有眩光檢測接口電路和攝像機角度控制接口電路， 所述眩光檢測接口電路用于連接眩光傳感器，所述攝像機角度控制接口電路用于 連接攝像機角度控制裝置，所述中央處理器接收來自眩光傳感器送來的背景光強 光信號和眩光光強信號，并對這兩個信號的強度進行比較，在眩光光強信號與背 景光光強之比超過設(shè)定值時，生成攝像機角度控制信號，通過所述攝像機角度控 制接口電路送至攝像機角度控制裝置。通常，所述眩光光強傳感器可以設(shè)有兩個 或兩個以上的光強采集口 ，其中一個與攝像機方向相同，用于釆集眩光光強信號， 另一個朝向路面背景光的方向，用于采集背景光光強信號，通常背景光光強信號 釆集口可以設(shè)置多個，以避免單一方向上的非正常光射入，當攝像機抓拍并將車 輛圖像信號送入中央處理器時，所述眩光光強傳感器同時也將采集的光強信號送 入中央處理器，在眩光光強信號與背景光光強之比超過設(shè)定值時，則認定為眩光 過大，可能會妨礙對車牌號的識別準確性甚至使車牌號無法識別，應(yīng)調(diào)整攝像機 角度以避開眩光。
攝像機角度調(diào)節(jié)可以依據(jù)設(shè)定的程序進行。例如先向設(shè)定的優(yōu)先方向逐級 轉(zhuǎn)動，直至眩光強度降低到設(shè)定要求，如在該方向轉(zhuǎn)動到極限依然達不到要求， 則返回原始位置向相反方向逐級轉(zhuǎn)動，直至眩光強度降低到設(shè)定要求，如果在該 方向上也達不到要求，則根據(jù)存儲的在各角度時數(shù)據(jù)，'將攝像機調(diào)整到最好的角 度。也可以以原始位置為中心，先向一個方向轉(zhuǎn)動一定角度(設(shè)定的轉(zhuǎn)動優(yōu)先方 向)，如達不到要求相對于原始位置向相反的方向轉(zhuǎn)動，直至達到要求，如果始 終達不到要求，則根據(jù)存儲的在各角度時數(shù)據(jù)，將攝像機調(diào)整到最好的角度。
在通常情況下，所述中央處理單元可以采用ARM7系列微控制器(CPU)。
10例如PHILIPS的LPC2292芯片，內(nèi)帶1個256KB FLASH存儲器、1個16KB SRAM、 2個UART串行口 、 1個I2C接口禾B 2個CAN通訊接口 ，最大運算能力 為54MIPS。
所述車輛狀態(tài)檢測接口電路的數(shù)量根據(jù)道路情況設(shè)定，通常同一個交通視頻 控制器接收同一方向上的信號。對于基于地感線圈的車輛檢測方式，每個車道可 以設(shè)有兩個地感線圈，以便檢測是否有車輛以及通過同一車輛經(jīng)過前后兩個地感 線圈的時間，計算出車輛的速度。在這種情況下，向所述交通視頻控制器輸送的 車輛檢測信號為車道數(shù)量的2倍，例如對于圖1所示的同向3車道的路口，車輛 狀態(tài)檢測接口電路的數(shù)量應(yīng)為6路，而對于同向4車道的路口，車輛狀態(tài)檢測接 口電路的數(shù)量應(yīng)為8路，分別對應(yīng)于不同的地感線圈。
所述紅燈狀態(tài)檢測接口電路的數(shù)量通?？梢允?路，分別對應(yīng)于同一方向的 直行紅燈、左轉(zhuǎn)彎紅燈和右轉(zhuǎn)彎紅燈的檢測信號，根據(jù)不同路口的紅燈設(shè)置，也 可以是2路(例如直行紅燈和左轉(zhuǎn)彎紅燈)和l路(直行紅燈)。
常見的車輛違規(guī)行為包括闖紅燈和超速行駛，所述中央處理單元可以通過對 紅燈檢測信號和車輛檢測信號的運算，依據(jù)下列方式對車輛違規(guī)事件進行判斷
闖紅燈本車道的紅燈檢測信號為紅燈信號(紅燈亮)，同時車輛檢測信號 為有車輛信號，判斷為闖紅燈事件；
超速行駛根據(jù)車輛通過前后兩個地感線圈的時間間隔(前后兩個地感線圈
相鄰發(fā)送有車輛信號的時間間隔)和預(yù)存的兩地感線圈之間的距離，計算出車輛
實際行駛速度，同預(yù)存的車輛行駛速度上限進行比較，大于車輛行駛速度上限或
超過車輛行駛速度上限一定值時判斷為超速行駛事件。
對于壓線、違規(guī)調(diào)頭、違規(guī)停車等事件也可以采用類似的判斷方式進行判斷。 所述中央處理單元和各接口電路可以設(shè)置在同一個模板上，該模板上可以設(shè)
有背板連接器和邊板連接器，連接所述各接口電路的外接端子分別安裝在所述背板連接器和所述邊板連接器上，通過所述背板連接器和所述邊板連接器同一對外 布線連接，這樣有利于布線的整潔，方便安裝和維護。所述模板的形狀和尺寸可 以依據(jù)電子警察系統(tǒng)的各模板的同一形狀和尺寸，以方便安裝和維護。
根據(jù)電子警察系統(tǒng)的具體設(shè)置，所述接口電路還可以包括下列電路中的一 個、多個或全部
溫度檢測接口電路、加熱驅(qū)動電路和/或制冷驅(qū)動電路所述溫度檢測接口 電路用于接收現(xiàn)場控制柜內(nèi)的溫度傳感器發(fā)來的溫度數(shù)據(jù)，所述中央處理單元將 所述溫度數(shù)據(jù)同預(yù)設(shè)的控制溫度上限和/或下限進行比較，當所述溫度數(shù)據(jù)大于 預(yù)設(shè)的控制溫度上限時，生成并發(fā)送制冷驅(qū)動信號至所述制冷驅(qū)動電路，當所述 溫度數(shù)據(jù)小于預(yù)設(shè)的控制溫度下限時，生成并發(fā)送加熱驅(qū)動信號至所述加熱驅(qū)動 電路，所述制冷驅(qū)動電路的輸出端連接位于現(xiàn)場控制柜內(nèi)的電制冷器，所述加熱 驅(qū)動電路的輸出端連接位于現(xiàn)場控制柜內(nèi)的電加熱器，由此實現(xiàn)對現(xiàn)場控制柜內(nèi) 的溫度控制，以保證現(xiàn)場控制柜內(nèi)的溫度始終處于限定的范圍，避免因過熱或過 冷導致運行不正常。所述制冷和加熱的控制方式依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，通常設(shè)定的制冷
控制范圍為20 35°C (即在35'C時啟動制冷，在20'C時停止制冷)，加熱控 制范圍為一15 15°C (即在一15'C時啟動加熱，在15'C時停止加熱)，所述溫 度傳感器可以采用安裝在所述模板上的溫度檢測專用芯片DS18B20;
機柜防撬檢測接口電路和報警驅(qū)動電路用于接收機柜防撬檢測器發(fā)來的現(xiàn) 場控制柜門被非法開啟或破壞的檢測信號，所述中央處理單元接到現(xiàn)場控制柜門 被非法開啟或破壞的檢測信號后，生成報警驅(qū)動信,送至報警驅(qū)動電路，所述報 警驅(qū)動電路連接報警器(桐如各種聲光報警器)，控制報警器進行報警。所述中 央處理單元接到現(xiàn)場控制柜門被非法開啟或破壞的檢測信號后，還可以生成對現(xiàn) 場控制柜拍攝的拍攝控制信號送至所述工業(yè)PC機，由工業(yè)PC機控制攝像機對現(xiàn) 場控制柜及周圍進行拍攝，以獲得現(xiàn)場控制柜被非法開啟或破壞過程中和以后的現(xiàn)場情況。所述防撬檢測器通常可以安裝在現(xiàn)場控制柜的柜門上，可以是一個， 也可以是兩個或兩個以上，以提高可靠性。當防撬控制柜的數(shù)量是兩個或兩個以 上時，所述機柜防撬檢測接口電路也可以采用相同的數(shù)量，以分別連接各防撬檢 測器，為避免漏報，在一個檢測器送來非法開啟或破壞的檢測信號時，就進行報 警和拍攝；
視頻同步信號檢測接口電路、RS485-1通訊接口電路(從RS485通訊接口 ) 和補光控制電路所述視頻同步信號檢測接口電路用于接收視頻分配器送來的視 頻同步信號，可采用專用視頻同步提取芯片LM1881，所述RS485-1通訊接口電 路用于接收光傳感器送來的環(huán)境光強度數(shù)據(jù)，并且還可以設(shè)有空閑的接口，用于 以后系統(tǒng)的功能升級或擴展，所述中央處理單元判斷出現(xiàn)車輛違規(guī)事件時，將環(huán) 境光強度同預(yù)設(shè)的補光控制值進行比較，當環(huán)境光強度低于預(yù)設(shè)補光控制值時， 根據(jù)設(shè)定的補光方案生成相應(yīng)的補光控制指令，送至補光控制電路，所述補光控 制電路連接補光燈，控制補光燈在抓拍時開啟。所述補光燈通常可以是2個，進 行分級補光，這樣基本上可以滿足全天候的補光要求。相應(yīng)地，所述補光控制電 路也可以是2路，需要補光時，所述中央控制單元根據(jù)補光方案，向其中一路補 光控制電路發(fā)送同步開啟指令或向2路控制電路同時發(fā)送同步開啟指令；
狀態(tài)顯示驅(qū)動電路用于將本控制器的運行狀態(tài)信息送至顯示面板上進行實 時狀態(tài)顯示；
RS232通訊接口電路用于向所述中央控制單元下載程序，這樣在需要更好 或補充程序時，不用從現(xiàn)場控制柜中拆下模板，拔掉芯片，只要通過本232接 口電路就可以更新程序，便于現(xiàn)場控制程序的調(diào)試和升級。所述RS232通訊接口 電路在系統(tǒng)顯示面板上的設(shè)有下載口；
所述RS485-1通訊接口電路和所述RS232通訊接口電路通過一個RS232/ RS485通訊切換控制裝置連接于所述CPU的UART1接口 ， RS232/ RS485通訊切換
13控制裝置設(shè)有切換設(shè)置開關(guān)，該開關(guān)可以安裝在顯示面板上。在一般情況下用作 RS485接口，當需要進行程序下載時，通過顯示面板上的切換設(shè)置開關(guān)改成RS232 接口，程序下載完后再改回RS485接口；
RS485-2通訊接口電路是主通訊接口，用于所述中央控制單元同攝像機(球 機)和工業(yè)PC機之間的通訊，本接口電路的內(nèi)端連接于所述CPU的UART2接口 ， 外端分別通過交通視頻控制器一一球機通訊切換控制電路連接球機的485接口 和通過工業(yè)PC機一一交通視頻控制器通訊切換控制電路連接所述工業(yè)PC機的 485接口，所述交通視頻控制器一一球機通訊切換控制電路和所述工業(yè)PC機一 —交通視頻控制器通訊切換控制電路的切換控制信號均來自工業(yè)PC機的32路輸 入/32路輸出開關(guān)量卡，經(jīng)所述中央控制單元送至相應(yīng)的各切換電路；
球機一一光端機通訊切換控制電路用于連接球機的485接口和光端機的 485接口，實現(xiàn)球機與光端機之間的通信，其切換控制信號來自工業(yè)PC機的32 路輸入/32路輸出開關(guān)量卡，經(jīng)所述中央控制單元送至該切換電路；
CAN1通訊接口電路主CAN通訊接口，同其他交通視頻控制器的主CAN通 訊接口連接，用于其他交通視頻控制器中央控制單元同本交通視頻控制器中央控 制單元之間的通信，實現(xiàn)多個球機協(xié)同工作，完成多角度抓拍。當所述中央控制 單元生成抓拍指令時，根據(jù)預(yù)設(shè)抓拍方案，向所述CAN1通訊接口電路發(fā)送抓拍 通知信號，經(jīng)其他交通視頻控制器的主C細通訊接口送至其他交通視頻控制器， 由其他交通視頻控制器控制其他攝像機進行其他方向(包括側(cè)向、對向等)的抓 拍，所述CAN1通訊接口電路還可以接收其他交通視頻控制器的主CAN通訊接口 送來的抓拍通知信號，送至所述中央控制單元，所述中央控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)抓拍 方案，生成本交通視頻控制器控制的攝像機的抓拍指令，送至工業(yè)PC機進行抓 拍控制；
CAN2通訊接口電路備用CAN通訊接口，設(shè)有用于以后系統(tǒng)的功能升級或擴展的接口，以便在以后需要時進行系統(tǒng)的功能升級或擴展；
電源調(diào)理模塊用于將系統(tǒng)輸入的電源(例如12V DC)轉(zhuǎn)換成本交通視頻 控制器中各部分所需的5V DC、 3.3VDC、 1.8VDC等電壓，向本交通視頻控制器 的各部分供電。
所述各接口電路同所述中央控制單元的物理連接方式可以根據(jù)中央控制單 元的具體結(jié)構(gòu)，采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)。上述關(guān)于UART1和UART2的連接方式， 是在中央控制單元采用LPC2292 (或其他具有同樣UART接口的芯片)情況下 的具體實施方式
。
所述各接口電路的具體結(jié)構(gòu)可以依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)， 一般應(yīng)包括濾波電路，根據(jù) 具體接口，還可以設(shè)有信號變送電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路或數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路等。
所述中央處理單元還設(shè)有無線接收模塊接口和無線發(fā)射模塊接口，分別用于 連接無線接收模塊和無線發(fā)射模塊，通過無線接收模塊和無效發(fā)射模塊與遠程中 央控制系統(tǒng)通信，接受遠程中央控制系統(tǒng)的路況拍攝和傳送指令，進行道路交通 路況拍攝并將拍攝的錄像信息經(jīng)過轉(zhuǎn)換后發(fā)送給遠程中央控制系統(tǒng)，接受遠程中 央控制系統(tǒng)的違規(guī)發(fā)送指令，將存儲的違規(guī)圖像信息轉(zhuǎn)換后發(fā)送給遠程的中央控 制系統(tǒng)，向遠程中央控制系統(tǒng)發(fā)送接收請求，并在遠程中央控制系統(tǒng)應(yīng)答后，將 存儲的圖像信息發(fā)送給遠程中央控制系統(tǒng)。
參見圖3，本交通視頻控制器進行抓拍控制的方法為
(1) 檢測各車道的車輛信息，采用4取3邏輯；
(2) 檢測各車道的紅燈信息；采用4取3邏輯；
(3) 通過從485通訊接口，從光線強度檢測器處獲取周圍的光線強度信 息，采用4取3邏輯；
(4) 根據(jù)光線強度信息，控制球機的光圈大小及工作模式，以獲取最佳質(zhì) 量的圖像；(5) 對每一個車道進行邏輯判斷
若本車道處于非紅燈狀態(tài)，且有車輛通過，則檢測車輛通過2個地感線圈 的時間間隔，因2個地感線圈的距離是確定的，因而能夠算出車輛的速度，將之 與設(shè)定的速度上限進行比較，若大于上限，則認定有車輛超速事件發(fā)生，進行事 件記錄，并轉(zhuǎn)入步驟(6)進行處理；
若本車道處于紅燈狀態(tài)，同時又檢測到有車輛，則認定有闖紅燈事件發(fā)生， 進行事件記錄，轉(zhuǎn)入步驟(6)進行處理；
若沒有車輛違規(guī)事件記錄，轉(zhuǎn)入下一車道的判斷重復上述過程；
(6) 將抓拍標志置為有效狀態(tài)，送至工業(yè)PC機的32路輸入/32路輸出開
關(guān)量卡的對應(yīng)信號輸入位，通知PC機進行抓拍處理；
抓拍時光線較弱或是夜間，則在視頻同步信號的協(xié)調(diào)下，控制補光燈開啟，
進行光線補償，以獲得高質(zhì)量的視頻圖像；
(7) 通過主CAN通訊接口，通知本路口的其他交通視頻控制器，進行多球 協(xié)同抓拍處理；
(8) 若收到本路口其他交通視頻控制器的抓拍協(xié)同信息，則進行協(xié)同事件 記錄，重復步驟(6)的過程；
(9) 轉(zhuǎn)入下一車道的判斷，重復上述過程。
圖1所示的是一種應(yīng)用本發(fā)明的電子警察系統(tǒng)，其攝像機采用球機(高速智 能球形一體化攝像機)，架設(shè)在路口上方，其地感線圈埋設(shè)在車道停車線前，每 個車道埋設(shè)兩個地感線圈，以便進行車輛速度的檢測，其他設(shè)備均設(shè)置的在一個 現(xiàn)場控制柜內(nèi)，并設(shè)置成同一尺寸和形狀的模板，以方便安裝和維護，現(xiàn)場控制
柜正面設(shè)有顯示面板，現(xiàn)場控制柜內(nèi)的設(shè)備包括
(1)車輛檢測器與地感線圈配套使用，用于檢測是否有車輛存在或通過; 每個車檢器連接4個地感線圈，檢測2個車道；
16在一個路口中，最大允許有4個方向，每方向4個車道，共計8個車檢器；
(2) 紅燈檢測器用于檢測當前路口的紅燈狀態(tài)；
在一個路口中，最大允許有4個方向，每方向3個紅燈相位(左轉(zhuǎn)、直行、 右轉(zhuǎn))，共計12個紅燈相位；l個紅燈檢測器可以檢測最多12個相位；
(3) 紅燈檢測端子板與紅燈檢測器配套使用，用于將路口的220VAC紅 燈信號轉(zhuǎn)換成TTL電平的低壓信號；
每個端子板最多能夠檢測3個紅燈相位(左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn))，每個方向使
用l塊，每個路口最多共計4塊；
(4) 交通視頻控制器用于協(xié)調(diào)各個設(shè)備之間的協(xié)同工作，是前端設(shè)備中
的關(guān)鍵部件之一；
在一個路口中，最大允許有4個方向，每方向只需1個交通視頻控制器，
共計4個；
(5) 工業(yè)PC機每個路口安裝l臺，用于違章/違法事件的視頻信號的抓
拍，以及各類數(shù)據(jù)上傳至交通指揮中心、并將來自交通指揮中心的命令下達至交
通視頻控制器；除基本配置外(主板/操作系統(tǒng))，還為本項目專門配置了 l塊4 通道視頻采集卡，l塊32路輸入/32路輸出開關(guān)量卡，l塊4通道智能串口卡， 為完成上述功能提供硬件基礎(chǔ)；
(6) 視頻分配器每個路口1臺，用于將球機的視頻信號分成3路，分別 送至工業(yè)PC機(用于圖像采集)、光端機(用于交通指揮中心的道路監(jiān)控)、交 通視頻控制器(用于獲取視頻同步信號，進而控制補光燈的開啟和關(guān)閉)；依據(jù) 路口的實際需求，可選擇l入3出，2入6出，3入9出，4入12出等多種類 型；
(7) 光端機每個路口 1臺，用于將球機采集的視頻信號轉(zhuǎn)換光信號，實 現(xiàn)模擬信號的遠距離傳輸，送達交通指揮中心，實現(xiàn)對各個路口的真實路況的實時監(jiān)測；依據(jù)路口的實際需求，可選擇單通道，雙通道，3通道，4通道等多 種類型。
在上述設(shè)計下，本發(fā)明具備了下列優(yōu)點
(1) 主控制芯片選用ARM7系列微控制器，內(nèi)部資源眾多，功能強大， 速度快捷；
(2) 各交通視頻控制器之間隨時保持聯(lián)系，對同一違法/違章事件進行多 方位、多角度的同步抓拍，信息充分，盈實；
(3) 全部外設(shè)都在交通視頻控制器的統(tǒng)一調(diào)度、指揮之下，和諧一致，有 條不紊；
(4) 能夠根據(jù)周圍環(huán)境的光線強弱，及時調(diào)整球機的光圈大小和工作模 式，始終保證圖像的高質(zhì)量；
(5) 預(yù)留RS485和CAN通訊擴展通道，方便與第三方產(chǎn)品的連接，快速 擴展功能，滿足日益增長的功能需要；
(6) 程序的更新和升級不需斷電、拔板、拆片，只需通過顯示面板上的下 載口即可輕松下載，方便程序調(diào)試和升級；
(7) 在發(fā)生非法撬砸機柜設(shè)備時，會發(fā)出聲光報警，并調(diào)動球機進行錄像、
確認；
(8) 配有機柜內(nèi)環(huán)境溫度檢測功能，依據(jù)環(huán)境溫度的高低，自動控制加熱 或制冷，確保系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定工作；
(9) 配有RS485接口和CAN通訊接口，方便系統(tǒng)的升級和功能擴展；
(10) 模塊化設(shè)計，方便安裝和維修；縮短維護時間，有效減少對整個電子 警察系統(tǒng)的影響。
權(quán)利要求
1.一種交通視頻控制器，設(shè)有中央處理單元，其特征在于所述中央處理單元設(shè)有若干接口電路，其中包括若干車輛狀態(tài)檢測接口電路、若干紅燈狀態(tài)檢測接口電路和若干抓拍控制接口電路，所述車輛狀態(tài)檢測接口電路用于接收相應(yīng)的車輛檢測器發(fā)來的車輛檢測信號，所述紅燈狀態(tài)檢測接口電路用于接收相應(yīng)的紅燈檢測器發(fā)來的紅燈檢測信號，所述中央處理單元依據(jù)設(shè)定程序?qū)λ鲕囕v檢測信號和紅燈檢測信號進行分析運算，判斷是否存在車輛違規(guī)事件，在出現(xiàn)車輛違規(guī)事件時，生成抓拍控制信號，送至所述抓拍控制接口電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的交通視頻控制器，其特征在于所述中央處理單元還 設(shè)有無線接收模塊接口和無線發(fā)射模塊接口 ，分別用于連接無線接收模塊和無線 發(fā)射模塊，通過無線接收模塊和無效發(fā)射模塊與遠程中央控制系統(tǒng)通信，接受遠 程中央控制系統(tǒng)的路況拍攝和傳送指令，進行道路交通路況拍攝并將拍攝的錄像 信息經(jīng)過轉(zhuǎn)換后發(fā)送給遠程中央控制系統(tǒng)，接受遠程中央控制系統(tǒng)的違規(guī)發(fā)送指 令，將存儲的違規(guī)圖像信息轉(zhuǎn)換后發(fā)送給遠程的中央控制系統(tǒng)，向遠程中央控制 系統(tǒng)發(fā)送接收請求，并在遠程中央控制系統(tǒng)應(yīng)答后，將存儲的圖像信息發(fā)送給遠 程中央控制系統(tǒng)。
3. 如權(quán)利要求1所述的交通視頻控制器，其特征在于所述中央處理單元還 設(shè)有眩光檢測接口電路和攝像機角度控制接口電路，所述眩光檢測接口電路連接 有眩光傳感器，所述攝像機角度控制接口電路連接有攝像機角度控制裝置，所述 中央處理器接收來自眩光傳感器送來的背景光強光信號和眩光光強信號，并對這 兩個信號的強度進行比較，在眩光光強信號與背景光光強之比超過設(shè)定值時，生 成攝像機角度控制信號，通過所述攝像機角度控制接口電路送至攝像機角度控制 裝置。
4. 如權(quán)利要求1、 2或3所述的交通視頻控制器，其特征在于所述中央處 理單元采用ARM7系列微控制器，通過對紅燈檢測信號和車輛檢測信號的運算，依據(jù)下列方式對車輛違規(guī)事件進行判斷闖紅燈本車道的紅燈檢測信號為紅燈信號，同時車輛檢測信號為有車輛信 號，判斷為闖紅燈事件；超速行駛根據(jù)車輛通過前后兩個地感線圈的時間間隔和預(yù)存的兩地感線圈 之間的距離，計算出車輛實際行駛速度，同預(yù)存的車輛行駛速度上限進行比較， 車輛實際行駛速度大于車輛行駛速度上限或超過車輛行駛速度上限一定值時判 斷為超速行駛事件。
5.如權(quán)利要求1、 2或3所述的交通視頻控制器，其特征在于所述接口電 路還包括下列電路中的一個、多個或全部-溫度檢測接口電路、加熱驅(qū)動電路和/或制冷驅(qū)動電路所述溫度檢測接口 電路用于接收現(xiàn)場控制柜內(nèi)的溫度傳感器發(fā)來的溫度數(shù)據(jù)，所述中央處理單元將 所述溫度數(shù)據(jù)同預(yù)設(shè)的控制溫度上限和/或下限進行比較，當所述溫度數(shù)據(jù)大于 預(yù)設(shè)的控制溫度上限時，生成并發(fā)送制冷驅(qū)動信號至所述制冷驅(qū)動電路，當所述 溫度數(shù)據(jù)小于預(yù)設(shè)的控制溫度下限時，生成并發(fā)送加熱驅(qū)動信號至所述加熱驅(qū)動 電路，所述制冷驅(qū)動電路的輸出端連接位于現(xiàn)場控制柜內(nèi)的電制冷器，所述加熱 驅(qū)動電路的輸出端連接位于現(xiàn)場控制柜內(nèi)的電加熱器；機柜防撬檢測接口電路和報警驅(qū)動電路用于接收機柜防撬檢測器發(fā)來的現(xiàn) 場控制柜門被非法開啟或破壞的檢測信號，所述中央處理單元接到現(xiàn)場控制柜門 被非法開啟或破壞的檢測信號后，生成報警驅(qū)動信號送至報警驅(qū)動電路，所述報 警驅(qū)動電路連接報警器；視頻同步信號檢測接口電路、RS485-l通訊接口電路和補光控制電路所述視頻同步信號檢測接口電路用于接收視頻分配器或攝像機送來的視頻同步信號，所述RS485-1通訊接口電路用于接收光傳感器送來的環(huán)境光強度數(shù)據(jù)，并且還設(shè) 有用于以后系統(tǒng)的功能升級或擴展的接口，所述中央處理單元在判斷存在車輛違規(guī)事件時，將環(huán)境光強度同預(yù)設(shè)的補光控制值進行比較，當環(huán)境光強度低于預(yù)設(shè) 補光控制值時，根據(jù)設(shè)定的補光方案生成相應(yīng)的補光控制指令，送至補光控制電 路，所述補光控制電路連接補光燈；狀態(tài)顯示驅(qū)動電路用于將本控制器的運行狀態(tài)信息送至顯示面板上進行實 時顯示；RS232通訊接口電路用于向所述中央控制單元下載程序；RS485-2通訊接口電路用于所述中央控制單元同攝像機和工業(yè)PC機之間的通訊，其外端分別通過交通視頻控制器^~—球機通訊切換控制電路連接球機的485接口和通過工業(yè)PC機一一交通視頻控制器通訊切換控制電路連接所述工業(yè) PC機的485接口；球機一"^光端機通訊切換控制電路用于連接球機的485接口和光端機的 485接口，實現(xiàn)球機與光端機之間的通信；CAN1通訊接口電路同其他交通視頻控制器的主CAN通訊接口連接，用于 其他交通視頻控制器中央控制單元同本交通視頻控制器中央控制單元之間的通 信，當所述中央控制單元生成抓拍指令時，根據(jù)預(yù)設(shè)抓拍方案，向所述CAN1通 訊接口電路發(fā)送抓拍通知信號，所述C認1通訊接口電路還接收其他交通視頻控 制器的主CAN通訊接口送來的抓拍通知信號，送至所述中央控制單元，所述中央 控制單元根據(jù)預(yù)設(shè)抓拍方案，生成對本交通視頻控制器所控制的攝像機的抓拍指 令，送至工業(yè)PC機；CAN2通訊接口電路設(shè)有用于以后系統(tǒng)的功能升級或擴展的接口；電源調(diào)理模塊用于進行電源電壓轉(zhuǎn)化并向本交通視頻控制器的各部分供電。
6.如權(quán)利要求5所述的交通視頻控制器，其特征在于所述中央處理單元接到現(xiàn)場控制柜門被非法開啟或破壞的檢測信號后，還生成對現(xiàn)場控制柜進行拍攝的拍攝控制信號并送至所述工業(yè)PC機。
7. 如權(quán)利要求6所述的交通視頻控制器，其特征在于所述中央控制單元設(shè) 有兩個UART接口 ，所述RS485-2通訊接口電路的內(nèi)端連接于所述CPU的UART2 接口 ，所述RS485-1通訊接口電路和所述RS232通訊接口電路通過一個RS232/ RS485通訊切換控制裝置連接于所述CPU的UART1接口 ，所述RS232通訊接口電 路在系統(tǒng)顯示面板上的設(shè)有下載口，所述RS232/ RS485通訊切換控制裝置設(shè)有 切換設(shè)置開關(guān)，該開關(guān)安裝在顯示面板上。
8. 如權(quán)利要求7所述的交通視頻控制器，其特征在于所述溫度傳感器采用 安裝在所述模板上的溫度檢測專用芯片DS18B20，所述防撬檢測器安裝在現(xiàn)場控 制柜的柜門上，數(shù)量為1個、2個或2個以上，所述視頻同步信號檢測接口電路 采用專用視頻同步提取芯片LM1881，所述補光燈是2個。
9. 如權(quán)利要求8所述的交通視頻控制器，其特征在于所述中央處理單元和 各接口電路設(shè)置在同一個模板上，該模板上設(shè)有背板連接器和邊板連接器，連接 所述各接口電路的外接端子分別安裝在所述背板連接器和所述邊板連接器上，所 述各接口電路中均設(shè)有濾波電路。
10. —種車輛違規(guī)抓拍控制方法，其特征在于包括下列步驟(1) 采用交通視頻控制器接收并檢測來自各車輛檢測器的車輛信息，采用 4取3邏輯；(2) 采用交通視頻控制器接收并檢測來自紅燈檢測器的本方向紅燈信息， 采用4取3邏輯；(3) 采用交通視頻控制器接收來自光線強度檢測器的環(huán)境光線強度信息， 采用4取3邏輯；(4) 采用交通視頻控制器，對攝像機應(yīng)有的拍攝模式進行判斷，根據(jù)光線 強度信息，控制攝像機的光圈大小及工作模式，以獲取最佳質(zhì)量的圖像；(5 )采用交通視頻控制器逐一判斷各車道是否存在車輛違規(guī)事件 若本車道處于非紅燈狀態(tài)，且有車輛通過，則檢測車輛通過2個地感線圈 的時間間隔，算出車輛的速度，將其與設(shè)定的速度上限進行比較，若大于上限， 則判定有車輛超速事件發(fā)生，進行事件記錄，并轉(zhuǎn)入步驟(6)進行處理；若本車道處于紅燈狀態(tài)，同時又檢測到有車輛，則判定有闖紅燈事件發(fā)生, 進行事件記錄，轉(zhuǎn)入步驟(6)進行處理；若沒有車輛違規(guī)事件記錄，轉(zhuǎn)入對下一車道的判斷，重復上述過程；(6) 將抓拍標志置為有效狀態(tài)，送至工業(yè)PC機的32路輸入/32路輸出開關(guān)量卡的對應(yīng)信號輸入位，通知PC機進行抓拍處理；在光線較弱或夜間時，在視頻同步信號的協(xié)調(diào)下，控制補光燈開啟，進行 光線補償，以獲得高質(zhì)量的視頻圖像；(7) 通過交通視頻控制器主CAN通訊接口，通知本路口的其他交通視頻控 制器，進行多攝像機的協(xié)同抓拍處理；(8) 若交通視頻控制器收到本路口其他交通視頻控制器的協(xié)同抓拍信息， 則進行協(xié)同事件記錄，重復步驟(6)的過程；(9) 轉(zhuǎn)入下一車道的判斷，重復上述過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交通視頻控制器及車輛違規(guī)抓拍控制方法，該交通視頻控制器設(shè)有中央處理單元，所述中央處理單元設(shè)有若干接口電路，包括用于接收各車輛檢測器發(fā)來的車輛檢測信號的若干車輛狀態(tài)檢測接口電路、用于接收各紅燈檢測器發(fā)來的紅燈檢測信號的若干紅燈狀態(tài)檢測接口電路和抓拍控制接口電路，還包括眩光檢測接口電路和攝像機角度控制接口電路，所述中央處理單元在出現(xiàn)車輛違規(guī)事件時，生成抓拍控制信號，送至所述抓拍控制接口電路。本發(fā)明協(xié)調(diào)各外圍設(shè)備的運行，統(tǒng)一進行信號處理，結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護方便，并可以根據(jù)遠程中央控制系統(tǒng)的指令進行圖像傳送，主要可用于電子警察系統(tǒng)。
文檔編號G08G1/017GK101587642SQ20081011204
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
發(fā)明者梁治龍 申請人:奧城同立科技開發(fā)(北京)有限公司