專利名稱：智能交通數(shù)字監(jiān)控器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于交通管理領域，特別涉及一種智能交通數(shù)字監(jiān)控器。
背景技術：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，機動車越來越多，因此必須對參與交通的機動車及其駕駛人員進 行有效管理，否則，交通事故將會增多，勢必造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。交通事 故的產(chǎn)生，往往與違章駕駛有關，其中超速行駛、不按信號燈指示行駛尤為普遍，因此， 有必要對參與交通的機動車車速及是否按信號燈指示行駛進行監(jiān)控，而車牌識別是監(jiān) 控中必須解決的問題。
關于車牌識別和是否按信號燈指示行駛，現(xiàn)有技術是通過由攝像機、圖像采集卡和
計算機組成的系統(tǒng)來完成，關于車速的監(jiān)控，則還需在上述設備的基礎上配置測速儀， 因而結構復雜，體積大，成本高，而且所用攝像機一般為模擬攝像機，分辨率一般較低 (720*576)。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種智能交通數(shù)字監(jiān)控器，此種 監(jiān)控器不僅集攝像、車牌識別、抓拍、測速和網(wǎng)絡傳輸于一體，而且結構簡單、體積小、 分辨率高、成本低。
本實用新型所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器在一個總的實用新型構思下有以下幾種結構 形式
1、第一種基本結構形式
第一種基本結構形式的智能交通數(shù)字監(jiān)控器包括電荷耦合攝像器件、電荷耦合攝像 器件前端電路和現(xiàn)場可編程門陣列。電荷耦合攝像器件用于采集機動車的圖像信號，所 采集的圖像信號為BAYER格式的模擬信號；電荷耦合攝像器件前端電路在現(xiàn)場可編程門
陣列控制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序并驅(qū)動電荷耦合攝像
器件，讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER格式 的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列；現(xiàn)場可編程門陣列將來自電荷耦合攝像器 件前端電路的BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格 式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為YUV格式的數(shù)字圖像信號，然后根據(jù)YUV格式的數(shù)字圖像信號 完成車牌識別，并將YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮，以及通過A觸發(fā)信號接口、 B觸發(fā)信號接口、交通燈信號接口接收地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線 圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號判斷機動車是否交通違章，通過網(wǎng)絡接口將車牌識別數(shù)據(jù) 和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶 端。
在上述結構的基礎上可增加電壓轉(zhuǎn)換電路，由電壓轉(zhuǎn)換電路將現(xiàn)場可編程門陣列產(chǎn) 生的驅(qū)動時序轉(zhuǎn)換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序傳送給電荷耦合 攝像器件，電荷耦合攝像器件前端電路不再具有驅(qū)動電荷耦合攝像器件的功能，只完成 讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER格式的數(shù)字 圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列。
2、 第二種基本結構形式
第二種基本結構形式的智能交通數(shù)字監(jiān)控器是在第一種基本結構形式的基礎上增 加了數(shù)字信號處理器，即包括電荷耦合攝像器件、電荷耦合攝像器件前端電路、現(xiàn)場可 編程門陣列和數(shù)字信號處理器。電荷耦合攝像器件用于采集機動車的圖像信號，所采集 的圖像信號為BAYER格式的模擬信號；電荷耦合攝像器件前端電路在數(shù)字信號處理器控 制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序并驅(qū)動電荷耦合攝像器件，讀 出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER格式的數(shù)字圖 像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列；現(xiàn)場可編程門陣列將來自電荷耦合攝像器件前端電 路的BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格式的數(shù)字 圖像信號轉(zhuǎn)換為YUV格式的數(shù)字圖像信號，以及通過A觸發(fā)信號接口 、 B觸發(fā)信號接口 、 交通燈信號接口接收地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線圈觸發(fā)信號和交 通燈控制信號判斷機動車是否交通違章，然后將YUV格式的數(shù)字圖像信號和交通違章數(shù) 據(jù)傳送給數(shù)字信號處理器；數(shù)字信號處理器根據(jù)接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成 車牌識別，并將YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮，通過網(wǎng)絡接口將車牌識別數(shù)據(jù)和圖 像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶端。
在上述結構的基礎上可增加電壓轉(zhuǎn)換電路，由電壓轉(zhuǎn)換電路將現(xiàn)場可編程門陣列產(chǎn) 生的驅(qū)動時序轉(zhuǎn)換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序傳送給電荷耦合 攝像器件，電荷耦合攝像器件前端電路不再具有驅(qū)動電荷耦合攝像器件的功能，只完成 讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER格式的數(shù)字 圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列。
3、 第三種基本結構形式
第三種基本結構形式的智能交通數(shù)字監(jiān)控器是在第二種基本結構形式的基礎上增
6加了圖像壓縮器和微處理器，即包括電荷耦合攝像器件、電荷耦合攝像器件前端電路、 現(xiàn)場可編程門陣列、數(shù)字信號處理器、圖像壓縮器和微處理器。電荷耦合攝像器件用于 采集機動車的圖像信號，所采集的圖像信號為BAYER格式的模擬信號；電荷耦合攝像器 件前端電路在微處理器控制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序并 驅(qū)動電荷耦合攝像器件，讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其 轉(zhuǎn)換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列；可編程門陣列將來自電 荷耦合攝像器件前端電路的BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為RGB格式的數(shù)字圖像信 號，再將RGB格式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為YUV格式的數(shù)字圖像信號后分別向數(shù)字信號處 理器和圖像壓縮器傳送，以及通過A觸發(fā)信號接口、 B觸發(fā)信號接口、交通燈信號接口 接收地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號判 斷機動車是否交通違章，并將交通違章數(shù)據(jù)傳送給微處理器；數(shù)字信號處理器根據(jù)接收 到的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別并將車牌識別數(shù)據(jù)傳送給微處理器；圖像壓 縮器將接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮后傳送給微處理器；微處理器通過網(wǎng) 絡接口將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)
傳送到與其相連的客戶端。
在上述結構的基礎上可增加電壓轉(zhuǎn)換電路，由電壓轉(zhuǎn)換電路將現(xiàn)場可編程門陣列產(chǎn) 生的驅(qū)動時序轉(zhuǎn)換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序傳送給電荷耦合 攝像器件，電荷耦合攝像器件前端電路不再具有驅(qū)動電荷耦合攝像器件的功能，只完成 讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER格式的數(shù)字 圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列。
本實用新型所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器可在監(jiān)控機動車闖紅燈和機動車超速方面應用。
1、 所述監(jiān)控機動車闖紅燈方面的應用，步驟如下
① 在監(jiān)控路段設置信號指示燈處安裝本實用新型所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器；
② 在停車線處地面安裝B地感線圈，設Pb為有機動車通過時與B地感線圈相連的 電路產(chǎn)生的脈沖；
③ 在信號指示燈為紅燈的狀態(tài)下，本實用新型所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器中的現(xiàn)場可 編程門陣列若接收到Pb的上沿或下沿，則表示有機動車闖紅燈，即產(chǎn)生抓拍信號，記 錄抓拍原因為闖紅燈。
2、 所述監(jiān)控機動車超速方面的應用，步驟如下。 ①在監(jiān)控路段安裝本實用新型所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器；② 在測速處地面安裝B地感線圈，與B地感線圈距離為L的地面安裝A地感線圈， 設Pa為有機動車通過時與A地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖，Pb為有機動車通過時與 B地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖；
③ 本實用新型所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器中的現(xiàn)場可編程門陣列若接收到Pa、 Pb的 上沿或下沿，則計算脈沖Pa、脈沖Pb的間隔時間T，用A地感線圈、B地感線圈之間 的距離L除以脈沖Pa、脈沖Pb的間隔時間T，得到機動車速度V，當車速超速時，產(chǎn) 生抓拍信號，并記錄抓拍原因為超速。
本實用新型具有以下有益效果
1、 為交通管理提供了一種集攝像、車牌識別、抓拍、測速和網(wǎng)絡傳輸于一體的新 型智能交通數(shù)字監(jiān)控器。
2、 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器具有體積小、成本低、 可靠性高的特點，有較大的市場前景。


圖1是本實用新型所述智能交通數(shù)字攝像機的第一種結構框圖； 圖2是本實用新型所述智能交通數(shù)字攝像機的第二種結構框圖； 圖3是本實用新型所述智能交通數(shù)字攝像機的第三種結構框圖； 圖4是本實用新型所述智能交通數(shù)字攝像機的第四種結構框圖； 圖5是本實用新型所述智能交通數(shù)字攝像機的第五種結構框圖； 圖6是本實用新型所述智能交通數(shù)字攝像機的第六種結構框圖； 圖7是電荷耦合攝像器件(CCD)中光敏像素單元陣列的Bayer排列方式圖； 圖8是對機動車進行監(jiān)控的示意圖9是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)對機動車是否按信號燈指示行駛進行監(jiān)控(抓 拍)的流程圖IO是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)對機動車是否超速行駛進行監(jiān)控(抓拍)的流 程圖11是根據(jù)YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別的流程圖； 圖12是微處理器的流程總圖13是圖12中初始化電荷耦合攝像器件前端電路的相關時序控制寄存器的流程
圖14是圖12中初始化圖像壓縮器的相關控制寄存器的流程圖； 圖15是網(wǎng)絡傳輸?shù)牧鞒虉D。圖中，l一電荷耦合攝像器件、2—電荷耦合攝像器件前端電路、3—現(xiàn)場可編程門 陣列、4一A觸發(fā)信號接口、 5—B觸發(fā)信號接口、 6—交通燈信號接口、 7—網(wǎng)絡接口、 8—數(shù)字信號處理器、9一圖像壓縮器、IO—微處理器、ll一電壓轉(zhuǎn)換電路、12—有機動 車通過時與A地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖Pa、 13—有機動車通過時與B地感線圈 相連的電路產(chǎn)生的脈沖Pb、 14—A地感線圈、15—B地感線圈、16—停車線。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型所述智能交通數(shù)字攝像機的具體結構和用途作進一步 說明。
實施例l
本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖1所示，包括電荷耦合攝像器件l、 電荷耦合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接口4、 B觸發(fā)信號接 口 5、交通燈信號接口 6和網(wǎng)絡接口 7。電荷耦合攝像器件前端電路2分別與電荷耦合 攝像器件1和現(xiàn)場可編程門陣列3連接，現(xiàn)場可編程門陣列3連接有A觸發(fā)信號接口 4、 B觸發(fā)信號接口5、交通燈信號接口6和網(wǎng)絡接口7。
電荷耦合攝像器件1用于采集機動車的圖像信號，由SONY公司生產(chǎn)，型號ICX274 (ICX274為Bayer濾色器的彩色面陣CCD，其光敏像素單元陣列的Bayer排列方式如 圖7所示)，像素200萬，有效像素1600*1200，具體電路參考SONY公司網(wǎng)站公開的 資料。
電荷耦合攝像器件前端電路2由ANALOG DEVICES公司設計生產(chǎn)，型號 AD9923A,具體電路參考ANALOG DEVICES公司網(wǎng)站公開的資料。該電路在現(xiàn)場可 編程門陣列3的控制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序并驅(qū)動電荷 耦合攝像器件，讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為 BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列3。
現(xiàn)場可編程門陣列3由Xilinx公司設計生產(chǎn)，型號XC5VFX200T，具體電路參考 Xilinx公司網(wǎng)站公開的資料?，F(xiàn)場可編程門陣列3完成BAYER格式的數(shù)字圖像信號至 RGB格式的數(shù)字圖像信號再至YUV格式的數(shù)字圖像信號的轉(zhuǎn)換；車牌識別；YUV格式的 數(shù)字圖像信號的壓縮；機動車交通違章(闖紅燈、超速)的監(jiān)控；車牌識別數(shù)據(jù)和圖像 壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)向客戶端的傳輸。
BAYER格式的數(shù)字圖像信號至RGB格式的數(shù)字圖像信號的轉(zhuǎn)換(以圖7中6、 7、 10、
11點為例說明)
設圖7中6、 7、 10、 11點的RGB值分別為R6、 G6、 B6、 R7、 G7、 B7、 R10、GIO、 BIO、 Rll、 Gll、 Bll，用V1、 V2、 V3......V16表示各點經(jīng)相關雙采樣得到的電
壓值。則各點的RGB的計算方法為
R6=(V5+V7)/2
G6=V6
B6=(V2+V10)/2 R7=V7
G7=(V3+V6+V8+V11)/4 B7=(V2+V4+V 10+V12)/4 Rl 0=(V5+V7+V13+V15)/4 Gl 0=(V6+V9+V 11+V14)/4 B10=V10 Rll=(V7+V15)/2 G11=V11
Bll=(V10+V12)/2
RGB格式的數(shù)字圖像信號至YUV格式的數(shù)字圖像信號的轉(zhuǎn)換 設R、 G、 B、 Y 、 Cr、 Cb為轉(zhuǎn)換點的相應值，精度為8位整數(shù)，由R、 G、 B信號 值計算Y 、 Cr、 Cb信號值的算法為 y = 0.299*i + 0.587*G + 0.114*B O-CR-10*0.7295+ 128 C6 = (￡-10*0.5772 + 128
YUV格式的數(shù)字圖像信號壓縮壓縮算法參考"國際多灰度靜止圖像數(shù)字壓縮編碼
標準"，標準號為ISO 10918-1。
車牌識別的流程見圖ll，包括車牌定位、車牌傾斜校正、車牌字符分割、特征值變 換、根據(jù)樣本字庫識別車牌。車牌識別算法參考《車牌識別算法的研究與實現(xiàn)》(何 鐵軍，張寧，黃衛(wèi)，公路交通科技，第23巻第8期，2006年8月)。
機動車闖紅燈監(jiān)控
① 在監(jiān)控路段設置信號指示燈處安裝本實用新型所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器；
② 如圖8所示，在停車線處地面安裝B地感線圈15，設Pb為有機動車通過時與B
地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖；
③ 如圖9所示，在信號指示燈為紅燈的狀態(tài)下，本實用新型所述智能交通數(shù)字監(jiān)控 器中的現(xiàn)場可編程門陣列3若接收到Pb的上沿，則表示有機動車闖紅燈，即產(chǎn)生抓拍 信號，記錄抓拍原因為闖紅燈。機動車超速監(jiān)控
① 在監(jiān)控路段設置信號指示燈處安裝本實用新型所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器；
② 如圖8所示，在測速處地面安裝B地感線圈，與B地感線圈距離為L的地面安 裝A地感線圈，設Pa為有機動車通過時與A地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖，Pb為有
機動車通過時與B地感線圈相連的電路產(chǎn)生的脈沖；
(D如圖10所示，本實用新型所述智能交通數(shù)字監(jiān)控器中的現(xiàn)場可編程門陣列3若 接收到Pa、 Pb的上沿，則計算脈沖Pa、脈沖Pb的間隔時間T，用A地感線圈、B地 感線圈之間的距離L除以脈沖Pa、脈沖Pb的間隔時間T，得到機動車速度V，當車速 超速時，產(chǎn)生抓拍信號，并記錄抓拍原因為超速。
數(shù)據(jù)向客戶端的傳輸流程見圖15。
網(wǎng)絡接口 7由Realtek公司生產(chǎn)的網(wǎng)絡接口芯片，型號為RTL8201，具體電路參考 Realtek公司網(wǎng)站公開的資料。
A觸發(fā)信號接口 4、 B觸發(fā)信號接口 5和交通燈信號接口 6采用通用輸入輸出接口 (GPIO)。 實施例2
本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖4所示。與實施例l不同之處是增加
了電壓轉(zhuǎn)換電路ii，電壓轉(zhuǎn)換電路n的輸入端與現(xiàn)場可編程門陣列3連接，其輸出端
與電荷耦合攝像器件1連接。電壓轉(zhuǎn)換電路11由SONY公司設計生產(chǎn)，型號CXD3400， 具體電路參考SONY公司網(wǎng)站公開的資料；電荷耦合攝像器件l、電荷耦合攝像器件前 端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接口4、 B觸發(fā)信號接口5、交通燈信號接 口 6和網(wǎng)絡接口 7的生產(chǎn)企業(yè)和型號與實施例1相同。
與實施例1相比，本實施例中的現(xiàn)場可編程門陣列3增加了為電荷耦合攝像器件1 提供驅(qū)動時序的功能(驅(qū)動時序設計參考SONY公司IXC274數(shù)據(jù)手冊)，電壓轉(zhuǎn)換電 路11將現(xiàn)場可編程門陣列3產(chǎn)生的驅(qū)動時序轉(zhuǎn)換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要 求的驅(qū)動時序傳送給電荷耦合攝像器件，用于驅(qū)動電荷耦合攝像器件；電荷耦合攝像器 件前端電路2則減少了功能，只完成讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬 信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列3。
實施例3
本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖2所示。與實施例l不同之處是增加 了數(shù)字信號處理器8，數(shù)字信號處理器8分別與電荷耦合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可 編程門陣列3和網(wǎng)絡接口7連接。數(shù)字信號處理器8是由TI公司生產(chǎn)的芯片，型號為 TMS320DM642，具體電路參考TI公司網(wǎng)站公開的資料。電荷耦合攝像器件1、電荷耦 合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接口4、 B觸發(fā)信號接口5、
11交通燈信號接口 6和網(wǎng)絡接口 7的生產(chǎn)企業(yè)和型號與實施例1相同。與實施例l相比，本實施例中的現(xiàn)場可編程門陣列3減少了功能，其減少的功能由 數(shù)字信號處理器8完成。數(shù)字信號處理器8完成控制電荷耦合攝像器件前端電路2產(chǎn) 生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序；根據(jù)接收到的YUV格式的數(shù)字圖像 信號完成車牌識別，并將YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮；通過網(wǎng)絡接口7將車牌識 別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連 的客戶端。 實施例4本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖5所示。與實施例3不同之處是增加 了電壓轉(zhuǎn)換電路ll，電壓轉(zhuǎn)換電路ll的輸入端與現(xiàn)場可編程門陣列3連接，其輸出端 與電荷耦合攝像器件1連接。電壓轉(zhuǎn)換電路11的生產(chǎn)公司和型號與實施例2相同；電 荷耦合攝像器件l、電荷耦合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接 口 4、 B觸發(fā)信號接口 5、交通燈信號接口 6和網(wǎng)絡接口 7和數(shù)字信號處理器8的生產(chǎn) 企業(yè)和型號與實施例3相同。與實施例3相比，本實施例中的現(xiàn)場可編程門陣列3增加了為電荷耦合攝像器件1 提供驅(qū)動時序的功能，電壓轉(zhuǎn)換電路11將現(xiàn)場可編程門陣列3產(chǎn)生的驅(qū)動時序轉(zhuǎn)換成 符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序傳送給電荷耦合攝像器件，用于驅(qū)動電 荷耦合攝像器件；電荷耦合攝像器件前端電路2和數(shù)字信號處理器8則減少了功能。電 荷耦合攝像器件前端電路2的功能是讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模 擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列3;數(shù)字信 號處理器8的功能是根據(jù)接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別，并將YUV 格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮；通過網(wǎng)絡接口 7將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌 識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶。實施例5本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖3所示。與實施例l不同之處是增加 了數(shù)字信號處理器8、圖像壓縮器9和微處理器10。微處理器10分別與攝像器件前端 電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、數(shù)字信號處理器8、圖像壓縮器9和網(wǎng)絡接口7連接，數(shù) 字信號處理器8和圖像壓縮器9還與現(xiàn)場可編程門陣列3連接。數(shù)字信號處理器8是由 TI公司生產(chǎn)的芯片，型號為TMS320DM642，具體電路參考TI公司網(wǎng)站公開的資料； 圖像壓縮器9由TOKYO公司生產(chǎn)，型號為TE3310RPF，是一種高速圖像壓縮集成電 路，具體電路參考TOKYO公司網(wǎng)站公開的資料；微處理器10由ATMEL公司生產(chǎn)， 型號為AT91RM9200，具體電路參考ATMEL公司網(wǎng)站公開的資料。電荷耦合攝像器件 1、電荷耦合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接口4、 B觸發(fā)信號接口 5、交通燈信號接口 6和網(wǎng)絡接口 7的生產(chǎn)企業(yè)和型號與實施例1相同。與實施例l相比，本實施例中的現(xiàn)場可編程門陣列3減少了功能，其減少的功能分 別由數(shù)字信號處理器8、圖像壓縮器9和微處理器10完成。數(shù)字信號處理器8的功能 根據(jù)來自現(xiàn)場可編程門陣列3的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別并將車牌識別數(shù) 據(jù)傳送給微處理器6;圖像壓縮器5的功能將來自現(xiàn)場可編程門陣列3的YUV格式的數(shù)字圖像信號壓縮后傳送給微處理器6;微處理器IO的功能控制電荷耦合攝像器件前 端電路2產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序；通過網(wǎng)絡接口 7將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶端；對電荷耦合攝像器件前端電路的相關時序控制寄存器初始化，對圖像壓縮 器的相關控制寄存器初始化。微處理器10中安裝了圖12、圖13、圖14、圖15所述的 軟件。實施例6本實施例中，智能交通數(shù)字攝像機的結構如圖6所示。與實施例5不同之處是增加 了電壓轉(zhuǎn)換電路ll，電壓轉(zhuǎn)換電路ll的輸入端與現(xiàn)場可編程門陣列3連接，其輸出端 與電荷耦合攝像器件1連接。電壓轉(zhuǎn)換電路ll的生產(chǎn)公司和型號與實施例2相同；電 荷耦合攝像器件l、電荷耦合攝像器件前端電路2、現(xiàn)場可編程門陣列3、 A觸發(fā)信號接 口4、 B觸發(fā)信號接口5、交通燈信號接口6、網(wǎng)絡接口7、數(shù)字信號處理器8、圖像壓 縮器9和微處理器10的生產(chǎn)企業(yè)和型號與實施例5相同。與實施例5相比，本實施例中的現(xiàn)場可編程門陣列3增加了為電荷耦合攝像器件1 提供驅(qū)動時序的功能，電壓轉(zhuǎn)換電路11將現(xiàn)場可編程門陣列3產(chǎn)生的驅(qū)動時序轉(zhuǎn)換成 符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序傳送給電荷耦合攝像器件，用于驅(qū)動電 荷耦合攝像器件；電荷耦合攝像器件前端電路2和微處理器10則減少了功能。電荷耦 合攝像器件前端電路2的功能是讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信 號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列3;微處理器10 的功能通過網(wǎng)絡接口7將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù) 據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶端；對電荷耦合攝像器件前端電路的相關時序 控制寄存器初始化，對圖像壓縮器的相關控制寄存器初始化。1權利要求1、一種智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于包括電荷耦合攝像器件(1)、電荷耦合攝像器件前端電路(2)和現(xiàn)場可編程門陣列(3)，電荷耦合攝像器件(1)用于采集機動車的圖像信號，所采集的圖像信號為BAYER格式的模擬信號，電荷耦合攝像器件前端電路(2)在現(xiàn)場可編程門陣列(3)控制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序并驅(qū)動電荷耦合攝像器件，讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列(3)，現(xiàn)場可編程門陣列(3)將來自電荷耦合攝像器件前端電路(2)的BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為YUV格式的數(shù)字圖像信號，然后根據(jù)YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別，并將YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮，以及通過A觸發(fā)信號接口(4)、B觸發(fā)信號接口(5)、交通燈信號接口(6)接收地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號判斷機動車是否交通違章，通過網(wǎng)絡接口(7)將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶端。
2、 根據(jù)權利要求1所述的智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于還包括電壓轉(zhuǎn)換電路 (11)，電壓轉(zhuǎn)換電路(11)將現(xiàn)場可編程門陣列(3)產(chǎn)生的驅(qū)動時序轉(zhuǎn)換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序傳送給電荷耦合攝像器件，電荷耦合攝像器件前 端電路(2)讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER 格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列(3)。
3、 一種智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于包括電荷耦合攝像器件(1)、電荷耦合 攝像器件前端電路(2)、現(xiàn)場可編程門陣列(3)和數(shù)字信號處理器(8)，電荷耦合攝像器件(1)用于采集機動車的圖像信號，所采集的圖像信號為BAYER 格式的模擬信號，電荷耦合攝像器件前端電路(2)在數(shù)字信號處理器(8)控制下產(chǎn)生符合電荷耦合 攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序并驅(qū)動電荷耦合攝像器件，讀出電荷耦合攝像器件采 集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可 編程門陣列(3)，現(xiàn)場可編程門陣列(3)將來自電荷耦合攝像器件前端電路(2)的BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為YUV 格式的數(shù)字圖像信號，以及通過A觸發(fā)信號接口 (4)、 B觸發(fā)信號接口 (5)、交通燈信 號接口 (6)接收地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線圈觸發(fā)信號和交通 燈控制信號判斷機動車是否交通違章，然后將YUV格式的數(shù)字圖像信號和交通違章數(shù)據(jù) 傳送給數(shù)字信號處理器(8);數(shù)字信號處理器(8)根據(jù)接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別，并將 YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮，通過網(wǎng)絡接口 (7)將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù) 或車牌識別數(shù)據(jù)、圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶端。
4、 根據(jù)權利要求3所述的智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于還包括電壓轉(zhuǎn)換電路 (11),電壓轉(zhuǎn)換電路(11)將現(xiàn)場可編程門陣列(3)產(chǎn)生的驅(qū)動時序轉(zhuǎn)換成符合電荷耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序傳送給電荷耦合攝像器件，電荷耦合攝像器件前 端電路(2)讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER 格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列(3)。
5、 一種智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于包括電荷耦合攝像器件(1)、電荷耦合 攝像器件前端電路(2)、現(xiàn)場可編程門陣列(3)、數(shù)字信號處理器(8)、圖像壓縮器(9) 和微處理器(10)，電荷耦合攝像器件(1)用于采集機動車的圖像信號，所采集的圖像信號為BAYER 格式的模擬信號，電荷耦合攝像器件前端電路(2)在微處理器控制下產(chǎn)生符合電荷耦合攝像器件接 口電壓要求的驅(qū)動時序并驅(qū)動電荷耦合攝像器件，讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER 格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列 (3)，現(xiàn)場可編程門陣列(3)將來自電荷耦合攝像器件前端電路(2)的BAYER格式的數(shù) 字圖像信號轉(zhuǎn)換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為YUV 格式的數(shù)字圖像信號后分別向數(shù)字信號處理器(8)和圖像壓縮器(9)傳送，以及通過 A觸發(fā)信號接口 (4)、 B觸發(fā)信號接口 (5)、交通燈信號接口 (6)接收地感線圈觸發(fā) 信號和交通燈控制信號，根據(jù)地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號判斷機動車是否交通 違章，并將交通違章數(shù)據(jù)傳送給微處理器(10)，數(shù)字信號處理器(8)根據(jù)接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號完成車牌識別并將車 牌識別數(shù)據(jù)傳送給微處理器(6),圖像壓縮器(5)將接收到的YUV格式的數(shù)字圖像信號進行壓縮后傳送給微處理器，微處理器(6)通過網(wǎng)絡接口 (7)將車牌識別數(shù)據(jù)和圖像壓縮數(shù)據(jù)或車牌識別數(shù)據(jù)、 圖像壓縮數(shù)據(jù)和交通違章數(shù)據(jù)傳送到與其相連的客戶端。
6、根據(jù)權利要求5所述的智能交通數(shù)字監(jiān)控器，其特征在于還包括電壓轉(zhuǎn)換電路 (11)，電壓轉(zhuǎn)換電路(11)將現(xiàn)場可編程門陣列(3)產(chǎn)生的驅(qū)動時序轉(zhuǎn)換成符合電荷 耦合攝像器件接口電壓要求的驅(qū)動時序傳送給電荷耦合攝像器件，電荷耦合攝像器件前 端電路(2)讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為BAYER 格式的數(shù)字圖像信號后傳送給現(xiàn)場可編程門陣列(3)。
專利摘要一種集攝像、車牌識別、抓拍、測速和網(wǎng)絡傳輸功能于一體的智能交通數(shù)字監(jiān)控器，包括電荷耦合攝像器件、電荷耦合攝像器件前端電路和現(xiàn)場可編程門陣列。電荷耦合攝像器件采集機動車的圖像信號；電荷耦合攝像器件前端電路讀出電荷耦合攝像器件采集的BAYER格式圖像模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號；現(xiàn)場可編程門陣列將BAYER格式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為RGB格式的數(shù)字圖像信號，再將RGB格式的數(shù)字圖像信號轉(zhuǎn)換為YUV格式的數(shù)字圖像信號，同時完成車牌識別，YUV格式的數(shù)字圖像信號壓縮，根據(jù)接收的地感線圈觸發(fā)信號和交通燈控制信號判斷機動車是否交通違章，通過網(wǎng)絡接口將車牌識別、圖像壓縮和交通違章數(shù)據(jù)傳送到客戶端。
文檔編號H04N7/26GK201322994SQ200820223700
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權日2008年12月25日
發(fā)明者馮達敏, 吳志紅, 張麗華, 李洪濱, 莫思特 申請人:四川川大智勝軟件股份有限公司