專利名稱：道路安全高速無線實時影像自動監(jiān)控警示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及道路安全監(jiān)控警示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種道路安全高速無線實 時影像自動監(jiān)控警示裝置。
背景技術(shù)：
世界衛(wèi)生組織發(fā)布的首份《道路安全全球現(xiàn)狀報告》顯示，全球每年有127萬人死 于道路交通事故。如果能夠認真執(zhí)行一些交通安全干預(yù)措施，如道路監(jiān)控警示，事先或及 時獲知道路事故或障礙物情況，及時清障排險，每年可以挽救數(shù)十萬人的生命。因此，安全 實時監(jiān)控對于規(guī)避危險，確保安全非常重要。道路安全監(jiān)控，可以針對車輛監(jiān)控和道路安全 監(jiān)控。在車輛監(jiān)控方面，由于當前營運車輛監(jiān)管中，交通管理部門、運輸企業(yè)和司乘人員3 方?jīng)]有直接的信息通道，導(dǎo)致監(jiān)管不到位，影響道路交通安全。目前針對車輛的監(jiān)控手段， 采用基于GPS、無線通信技術(shù)的車輛安全智能監(jiān)控系統(tǒng)，已實現(xiàn)了聯(lián)系3方的信息傳輸通 道。針對汽車運行線路全程監(jiān)控，監(jiān)控人員可以及時發(fā)現(xiàn)超速、超員、疲勞駕駛、不按規(guī)定線 路行駛和高速公路停車上下人等違章行為，通過語音通話功能及時給予糾正，可以大大降 低超速、超員和疲勞駕駛等違章現(xiàn)象，預(yù)防事故的發(fā)生；但這是基于被監(jiān)控車輛GPS支持且 GPS處于開啟并正常工作狀態(tài)。在道路安全領(lǐng)域最常用的是視頻錄像監(jiān)控，一般將攝像頭 架設(shè)于城市交通繁忙路段、交叉路口和T型路口等交通事故易發(fā)路段或等高速公路干線、 互通立交和隧道等高速公路重點路段，目的在于掌握高速公路交通狀況，及時發(fā)現(xiàn)交通阻 塞路段和違章車輛，及時給予引導(dǎo)，保證高速公路安全通暢。原理是通過攝像頭攝錄道路視 頻，以大容量存儲為基礎(chǔ)，對視頻進行存儲以備后期調(diào)用觀看。這種視頻攝錄存儲方式存在 不能實時反饋道路安全狀況的缺點，不能及時和實時安全警示，需要人員長期值守監(jiān)看視 頻，進行人工判別，十分費時費力。所以，事后調(diào)用觀看視頻屬于后補型，是道路安全事故或 障礙物發(fā)生事故后的一種補救措施，便于查處違章行為或事故責(zé)任人。這種方式將受存儲 空間所限，必須定期清理前期的存儲內(nèi)容，也不能實現(xiàn)無人值守全天候?qū)崟r監(jiān)控和警示。針對山區(qū)道路、高陡危巖路段、陡坡和急彎等野外道路的安全監(jiān)控則很少，而恰恰 在這些危險路段，危巖落石、塌方、滑坡和泥石流時常發(fā)生，一旦發(fā)生道路安全事故，其危害 性、經(jīng)濟損失和人員傷亡往往比城市道路更為巨大。再則，這些路段的事故發(fā)生率不及城 市事故多發(fā)地段；由于事故發(fā)生頻率低，即使采用傳統(tǒng)的視頻攝錄存儲方式，存儲空間需求 大，不經(jīng)濟；采用人工監(jiān)看視頻也不能實時監(jiān)控，存在監(jiān)控的時間盲區(qū)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是針對目前后補式道路安全監(jiān)控方法不能全天候無人值守 實時監(jiān)控警示以及影像傳輸方面的不足，尤其在山區(qū)道路、高陡危巖路段、陡坡和急彎等野 外道路安全事故多發(fā)路段視頻傳輸布線難且易損方面的不足，提供一種道路安全高速無線 實時影像自動監(jiān)控警示裝置。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的[0006]針對危險路段(高陡危巖、急彎、陡坡等事故易發(fā)地段)架設(shè)數(shù)字攝像頭，實時采 集該路段的影像資料，再以高速無線連接模塊(微波通訊、無線寬帶等)將視訊圖像實時高 速無線傳輸至主控計算機，通過主控計算機內(nèi)的視頻自動識別監(jiān)控警示軟件，全天候無人 值守自動監(jiān)控危險路段安全狀況，并在遇障礙物或事故發(fā)生后以警示文字、警示語音、截圖 郵件、手機彩信方式發(fā)送到管理部門和管理人員，提請管理人員派駐救險。還可通過交換機 連接互聯(lián)網(wǎng)，使多臺聯(lián)網(wǎng)計算機同時遠程調(diào)用查看現(xiàn)場監(jiān)控視頻，完成實時監(jiān)控警示工作。具體地說，本裝置包括前后依次連通的現(xiàn)場視頻采集模塊、高速遠程無線傳輸模 塊、視頻自動識別警示模塊、互聯(lián)網(wǎng)和聯(lián)網(wǎng)視頻自動識別警示模塊；所述的現(xiàn)場視頻采集模塊由前后連接的數(shù)字攝像頭和無線接入點組成，主要完成 現(xiàn)場視頻采集和預(yù)發(fā)送任務(wù)；所述的高速遠程無線傳輸模塊由前后連接的無線寬帶和中繼無線寬帶組成，或由 前后連接的無線網(wǎng)橋和中繼網(wǎng)橋組成，完成高速遠程無線連接和視頻高速遠程無線傳輸；所述的視頻自動識別警示模塊由前后連接的交換機、主控計算機和安裝于主控計 算機內(nèi)的第1視頻自動識別監(jiān)控警示軟件組成，主要完成現(xiàn)場視頻的接收、智能識別和安 全警示任務(wù)；所述的聯(lián)網(wǎng)視頻自動識別警示模塊由前后連接的互聯(lián)網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)計算機和安裝于聯(lián) 網(wǎng)計算機內(nèi)的第2視頻自動識別監(jiān)控警示軟件組成，主要完成聯(lián)網(wǎng)計算機現(xiàn)場視頻的接 收、智能識別和安全警示任務(wù)。本裝置的工作原理是數(shù)字攝像頭采集現(xiàn)場監(jiān)控視頻，通過無線接入點無線寬帶、中繼無線寬帶或高速 無線網(wǎng)橋和中繼網(wǎng)橋?qū)⒁曨l遠程高速無線傳輸至交換機，交換機通過端口映射將不同攝像 頭傳輸?shù)囊曨l選擇性輸入主控計算機，供視頻自動識別監(jiān)控警示軟件執(zhí)行自動識別和監(jiān)控 警示任務(wù)。本裝置的使用方法包括下列步驟①連接數(shù)字攝像頭和無線接入點；②數(shù)字攝像頭實時采集監(jiān)控區(qū)域影像；③通過IEEE 802. Ila無線傳輸協(xié)議和Wi-Fi無線接入技術(shù)建立無線接入點和無 線寬帶的高速無線連接，或者通過IEEE 802. Ila無線傳輸協(xié)議和微波通訊技術(shù)建立無線 接入點和無線網(wǎng)橋的高速無線連接；并安裝無線接入點、無線寬帶和無線網(wǎng)橋各自配套的 電源適配器；根據(jù)傳輸距離和通視條件決定是否增設(shè)1臺或多臺中繼無線寬帶或中繼網(wǎng)橋 及配套的電源適配器；④連接中繼無線寬帶和交換機，或者連接中繼無線網(wǎng)橋和交換機；各部件連接各 自配套的電源適配器；⑤交換機通過RJ45網(wǎng)絡(luò)接口雙絞線與主控計算機RJ45網(wǎng)絡(luò)接口連接；⑥在主控計算機內(nèi)安裝視頻自動識別監(jiān)控警示軟件，主控計算機已通過RJ45網(wǎng) 絡(luò)接口雙絞線與交換機建立連接；⑦交換機通過RJ45網(wǎng)絡(luò)接口雙絞線連入互聯(lián)網(wǎng)；⑧聯(lián)網(wǎng)計算機通過RJ45網(wǎng)絡(luò)接口雙絞線連入互聯(lián)網(wǎng)；⑨在聯(lián)網(wǎng)計算機內(nèi)安裝視頻自動識別監(jiān)控警示軟件；[0024]⑩通過主控計算機或聯(lián)網(wǎng)計算機內(nèi)安裝的視頻自動識別監(jiān)控警示軟件無人值守 實時監(jiān)控警示道路安全工作。本實用新型具有以下優(yōu)點和積極效果1、視頻遠程高速無線傳輸由無線寬帶或無線網(wǎng)橋組成的高速無線傳輸模塊，傳輸速率達54Mbps ；最高可達 108Mbps,能適應(yīng)大數(shù)據(jù)量視頻高速無線傳輸?shù)囊蟆?、組網(wǎng)靈活，擴展性強通過交換機端口映射管理，支持點對點，點對多點的接入方式，組網(wǎng)靈活、擴展性 強，安裝快捷且維護方便，無需基站支持可隨意隨時組網(wǎng)，部件可拆卸重復(fù)利用，降低成本。3、完全無人值守，全天候?qū)崟r監(jiān)控通過視頻自動識別監(jiān)控警示軟件，全天候無人值守，自動對運動物體跟蹤和障礙 物識別，徹底擺脫傳統(tǒng)后補式視頻監(jiān)控人員需求和監(jiān)控時間盲區(qū)的問題。4、自動安全警示根據(jù)障礙物大小、停留時間等安全警示閥值，能自動實時安全警示，并能在接收到 除障排險指令后自動進行新的安全監(jiān)控警示任務(wù)。5、適用于危巖落石、崩塌、滑坡和泥石流多發(fā)路段以及陡坡、急彎等危險路段安全 監(jiān)控。

[0035]圖1是本裝置結(jié)構(gòu)方框簡圖；[0036]圖2是本裝置結(jié)構(gòu)方框詳圖；[0037]圖3是視頻自動識別監(jiān)控警示軟件的二[0038]其中[0039]00-互聯(lián)網(wǎng)；[0040]10-現(xiàn)場視頻采集模塊，[0041]11-數(shù)值攝像頭，[0042]12-無線接入點；[0043]20-高速遠程無線傳輸模塊，[0044]21-無線寬帶，[0045]22-中繼無線寬帶，[0046]23-無線網(wǎng)橋，[0047]24-中繼網(wǎng)橋；[0048]30-視頻自動識別警示模塊，[0049]31-交換機，[0050]32-主控計算機，[0051]33-第1視頻自動識別監(jiān)控警示軟件；[0052]40-聯(lián)網(wǎng)視頻自動識別警示模塊，[0053]41-聯(lián)網(wǎng)計算機，[0054]42-第2視頻自動識別監(jiān)控警示軟件。
5[0055]名詞解釋①CCD和CMOS 是利用矽感光二極管進行光與電的轉(zhuǎn)換，將光影像轉(zhuǎn)換為電子數(shù) 字信號的感光元器件。②IEEE 802. Ila 是一種無線網(wǎng)絡(luò)連接和傳輸協(xié)議，工作頻率為5GHz，使用52個 正交頻分多路復(fù)用副載波，最大原始數(shù)據(jù)傳輸率為54Mb/S。③Super G 是無線網(wǎng)絡(luò)廠商與芯片企業(yè)聯(lián)手推出的一種高速無線連接和傳輸技 術(shù)，該技術(shù)能夠使無線傳輸產(chǎn)品達到108M的網(wǎng)絡(luò)吞吐量，在300英尺的距離外仍可以5Mbps 的速度進行數(shù)據(jù)傳輸。④Wi-Fi =Wireless Fidelity，無線保真，屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無 線技術(shù)。該技術(shù)使用的是2. 4GHz附近的頻段，本裝置主要用于短距離無線接入。⑤Orinda 是無線網(wǎng)橋生產(chǎn)公司名。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施示例對本實用新型進一步說明一、裝置1、總體如圖1、2，本裝置包括前后依次連通的現(xiàn)場視頻采集模塊10、高速遠程無線傳輸 模塊20、視頻自動識別警示模塊30、互聯(lián)網(wǎng)00和聯(lián)網(wǎng)視頻自動識別警示模塊40 ；所述的現(xiàn)場視頻采集模塊10由前后連接的數(shù)字攝像頭11和無線接入點12組成；所述的高速遠程無線傳輸模塊20由前后連接的無線寬帶21和中繼無線寬帶22 組成，或由前后連接的無線網(wǎng)橋23和中繼網(wǎng)橋24組成；所述的視頻自動識別警示模塊30由前后連接的交換機31、主控計算機32和安裝 于主控計算機32內(nèi)的第1視頻自動識別監(jiān)控警示軟件33組成；所述的聯(lián)網(wǎng)視頻自動識別警示模塊40由前后連接的聯(lián)網(wǎng)計算機41和安裝于聯(lián)網(wǎng) 計算機41內(nèi)的第2視頻自動識別監(jiān)控警示軟件42組成。2、各功能部件1、數(shù)字攝像頭11數(shù)字攝像頭11選用市售的基于C⑶和CMOS感光元件的，帶RJ45以太網(wǎng)絡(luò)接口和 端口映射功能的視頻輸入設(shè)備，視頻分辨率達到640X480及以上。2、無線接入點12無線接入點12選用市售的基于802. Ila無線網(wǎng)絡(luò)標準和Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的 無線連接和通訊裝置。3、無線寬帶21無線寬帶21選用市售的基于802. Ila無線網(wǎng)絡(luò)標準和Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無 線連接和通訊裝置。4、中繼無線寬帶22中繼無線寬帶22選用市售的基于802. Ila無線網(wǎng)絡(luò)標準和Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 的無線連接和通訊裝置；只是因傳輸距離太遠或信號衰減后增設(shè)的與無線寬帶21性能參 數(shù)完全一致的裝置，目的在于增加信號強度、延長傳輸距離。[0078]5、無線網(wǎng)橋23無線網(wǎng)橋23是一種常用的基于IEEE 802. Ila無線傳輸協(xié)議和微波通訊技術(shù)的， 采用Super G技術(shù)，5. 8G頻段的電信級Orinda戶外無線接入和傳輸設(shè)備。6、中繼網(wǎng)橋24與無線網(wǎng)橋23的功能和技術(shù)參數(shù)完全相同的一種常用的基于IEEE 802. Ila無線 傳輸協(xié)議和微波通訊技術(shù)的，采用Super G技術(shù)，5. 8G頻段的電信級Orinda戶外無線接入 和傳輸設(shè)備。只是在無線網(wǎng)橋23和交換機31之間因傳輸距離太遠或通視條件不佳情況下 增設(shè)的與無線網(wǎng)橋23和交換機31之間均無障礙的數(shù)據(jù)高速無線傳輸中轉(zhuǎn)點，目的是增強 信號、增加傳輸距離或繞避阻擋物。7、交換機 31交換機31是一種市售各品牌的帶端口映射功能的網(wǎng)絡(luò)接入和輸出設(shè)備。8、主控計算機32主控計算機32是一種為帶RJ45以太網(wǎng)絡(luò)接口的工業(yè)級計算機(PC)或筆記本電 腦。9、第1、2自動識別監(jiān)控警示軟件33、42由C++語言編制，安裝在主控計算機32內(nèi)，接收交換機31傳輸來的視頻，并自動 識別監(jiān)控警示；安裝在聯(lián)網(wǎng)計算機41內(nèi)，通過互聯(lián)網(wǎng)接收交換機31傳輸來的視頻，并自動 識別監(jiān)控警示。第1、2自動識別監(jiān)控警示軟件33、42全天候無人值守自動識別道路障礙物 或事故現(xiàn)場，并在識別道路安全狀況后通過警示文字、警示語音、截圖郵件、手機彩信方式 發(fā)送到管理部門和管理人員，提請管理部門派駐救險。如圖3，第1、2自動識別監(jiān)控警示軟件33、42的工作流程包括前后依次交互的聯(lián)機 影像獲取模塊A、影像自動識別監(jiān)控模塊B和安全監(jiān)控自動警示模塊C。(1)聯(lián)機影像獲取模塊A主要功能在于獲取監(jiān)控地段的遠程視頻，工作流程包括下列步驟程序開始a;①程序初始化b ；②網(wǎng)絡(luò)初始化C;③聯(lián)機影像是否獲取請求d，是則進入影像自動識別監(jiān)控模塊B ；否則轉(zhuǎn)跳到步驟 ②網(wǎng)絡(luò)初始化c，繼續(xù)發(fā)送聯(lián)機視頻獲取請求。(2)影像自動識別監(jiān)控模塊B主要功能在于無人值守實時自動跟蹤運動物體、自動識別障礙物，甄別障礙物顏 色、大小和形狀，根據(jù)障礙物滯留時間確認障礙物，并依據(jù)障礙物報警設(shè)定的值判定是否執(zhí) 行安全自動警示；工作流程包括下列步驟①視頻初始化e ；②監(jiān)控區(qū)運動物體跟蹤f ；③障礙物監(jiān)控識別g ；④障礙物特征識別(顏色、大小、形狀)h ；⑤根據(jù)障礙物停留時間，確定障礙物i ；⑥根據(jù)障礙物特征報警閥值，判定是否發(fā)送警示指令j，是則發(fā)送安全警示指令，進入安全警示模塊C ；否則轉(zhuǎn)跳到視頻初始化e，繼續(xù)進行視頻的跟蹤監(jiān)測和障礙物的識 別。3、安全監(jiān)控自動警示模塊C主要功能和目的在于響應(yīng)影像自動識別監(jiān)控模塊B根據(jù)障礙物特征報警閥值， 判定障礙物后發(fā)出的安全警示指令，以警示語音、警示文字、截圖郵件和截圖手機彩信的方 式發(fā)送至設(shè)定的管理部分和相關(guān)人員，并確認安全警示回執(zhí)，等待安全警示的反饋；并就安 全警示回執(zhí)后的排險救災(zāi)反饋執(zhí)行響應(yīng)的步驟已排險救災(zāi)，則跳轉(zhuǎn)至視頻初始化，執(zhí)行新 的監(jiān)控識別警示認為；未排險救災(zāi)，則跳轉(zhuǎn)至障礙物安全警示，從新發(fā)送安全警示到相關(guān)部 分和責(zé)任人；安全監(jiān)控自動警示模塊C的工作流程包括下列步驟①障礙物安全警示k;②以多種方式和途徑發(fā)送安全警示1 ；③接收安全指令回執(zhí)m;④是否發(fā)送排險救災(zāi)確認指令η;否則表明障礙物清除工作或救災(zāi)工作尚未結(jié) 束，將繼續(xù)執(zhí)行障礙物安全警示k步驟，繼續(xù)發(fā)送安全警示予以提醒；是則表明障礙物已清 除或救災(zāi)工作結(jié)束，則跳轉(zhuǎn)至影像自動識別監(jiān)控模塊B的視頻初始化e步驟，開始新的影像 自動監(jiān)控識別任務(wù)。
權(quán)利要求一種道路安全高速無線實時影像自動監(jiān)控警示裝置，其特征在于包括前后依次連通的現(xiàn)場視頻采集模塊、高速遠程無線傳輸模塊、視頻自動識別警示模塊、互聯(lián)網(wǎng)和聯(lián)網(wǎng)視頻自動識別警示模塊；
2.按權(quán)利有要求1所述的裝置，其特征在于所述的現(xiàn)場視頻采集模塊由前后連接的數(shù)字攝像頭和無線接入點組成；
3.按權(quán)利有要求1所述的裝置，其特征在于所述的高速遠程無線傳輸模塊由前后連接的無線寬帶和中繼無線寬帶組成，或由前后 連接的無線網(wǎng)橋和中繼網(wǎng)橋組成；
4.按權(quán)利有要求1所述的裝置，其特征在于所述的視頻自動識別警示模塊由前后連接的交換機、主控計算機和安裝于主控計算機 內(nèi)的第1視頻自動識別監(jiān)控警示軟件組成；
5.按權(quán)利有要求1所述的裝置，其特征在于所述的聯(lián)網(wǎng)視頻自動識別警示模塊由前后連接的聯(lián)網(wǎng)計算機和安裝于聯(lián)網(wǎng)計算機內(nèi) 的第2視頻自動識別監(jiān)控警示軟件組成。
專利摘要本實用新型公開了一種道路安全高速無線實時影像自動監(jiān)控警示裝置，涉及道路安全監(jiān)控警示技術(shù)領(lǐng)域。本裝置包括前后依次連通的現(xiàn)場視頻采集模塊、高速遠程無線傳輸模塊、視頻自動識別警示模塊、互聯(lián)網(wǎng)和聯(lián)網(wǎng)視頻自動識別警示模塊。本實用新型視頻遠程高速無線傳輸；組網(wǎng)靈活，擴展性強；完全無人值守，全天候?qū)崟r監(jiān)控；自動安全警示；適用于危巖落石、崩塌、滑坡和泥石流多發(fā)路段以及陡坡、急彎等危險路段安全監(jiān)控。
文檔編號H04N7/18GK201657198SQ200920289540
公開日2010年11月24日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者馮俊德, 孟慶山, 李建國, 王智猛, 胡明鑒, 褚宇光 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所;中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司