本發(fā)明涉及智能交通管理領(lǐng)域，更具體地，涉及一種車(chē)載的車(chē)輛違規(guī)鳴笛自動(dòng)檢測(cè)及取證系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在城市市區(qū)行車(chē)時(shí)，車(chē)輛鳴笛不僅產(chǎn)生較大的交通噪聲，而且對(duì)其他駕駛員和過(guò)往行人造成心理恐慌，容易導(dǎo)致交通事故。根據(jù)《中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例》第六十二條，駕駛機(jī)動(dòng)車(chē)不得在禁止鳴喇叭的區(qū)域或者路段鳴喇叭；根據(jù)《廣東省道路交通安全法實(shí)施條例》第五十七條規(guī)定，駕駛機(jī)動(dòng)車(chē)在禁止鳴喇叭的區(qū)域或者路段鳴喇叭的，責(zé)令改正，處警告或者一百五十元罰款。但是目前許多駕駛?cè)藛T對(duì)交通法規(guī)不了解，不顧他人感受和交通噪聲污染，違規(guī)鳴笛，使得交通噪聲污染加重。

對(duì)于車(chē)輛違規(guī)鳴笛的現(xiàn)象，目前的監(jiān)督和執(zhí)法存在許多不足。駕車(chē)市民遭遇違規(guī)鳴笛的行為，無(wú)法對(duì)違規(guī)行為進(jìn)行監(jiān)督和取證，只能忍受這種違規(guī)行為的發(fā)生；交通執(zhí)法人員沒(méi)有足夠的警力在路面巡邏執(zhí)法，對(duì)于違規(guī)鳴笛也沒(méi)法及時(shí)取證，執(zhí)法難度較大；現(xiàn)有的鳴笛監(jiān)控設(shè)備都是定點(diǎn)布設(shè)，執(zhí)法覆蓋面小，無(wú)法有效遏制違規(guī)鳴笛的行為。

另一方面，隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展和車(chē)載電子設(shè)備技術(shù)的進(jìn)步，利用數(shù)字音頻處理技術(shù)，可以從道路背景噪聲中識(shí)別出鳴笛噪聲，并確定鳴笛噪聲的位置；利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控行車(chē)時(shí)的車(chē)輛前后路況視頻，并可以從視頻中自動(dòng)獲取其他車(chē)輛車(chē)牌號(hào)碼等信息。隨著數(shù)字圖像處理技術(shù)、數(shù)字音頻處理技術(shù)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)傳輸、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)的日漸成熟，將這些技術(shù)用于車(chē)載的車(chē)輛違規(guī)鳴笛自動(dòng)監(jiān)督取證、遠(yuǎn)程執(zhí)法等，可以極大地促進(jìn)車(chē)輛違規(guī)鳴笛的檢測(cè)和執(zhí)法的自動(dòng)化，節(jié)省執(zhí)法資源，同時(shí)減少交通噪聲污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是發(fā)明一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、執(zhí)法效率高、自動(dòng)化程度高的車(chē)載的車(chē)輛違規(guī)鳴笛自動(dòng)檢測(cè)及取證系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛違規(guī)鳴笛的實(shí)時(shí)檢測(cè)，自動(dòng)取證及后臺(tái)復(fù)核。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種車(chē)載的車(chē)輛違規(guī)鳴笛自動(dòng)檢測(cè)及取證系統(tǒng)，包括順次連接的前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器和后臺(tái)取證子系統(tǒng)：

其中所述前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控子單元、定位子單元、鳴笛監(jiān)控子單元、處理子單元、數(shù)據(jù)顯示子單元和存儲(chǔ)子單元；所述視頻監(jiān)控子單元、定位子單元和鳴笛監(jiān)控子單元分別實(shí)時(shí)采集視頻圖像數(shù)據(jù)、地理坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)；所述處理子單元接收視頻監(jiān)控子單元、定位子單元和鳴笛監(jiān)控子單元所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，傳輸至數(shù)據(jù)顯示子單元和存儲(chǔ)子單元，并對(duì)視頻監(jiān)控子單元、定位子單元和鳴笛監(jiān)控子單元進(jìn)行控制；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器，同步存儲(chǔ)前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)傳輸?shù)囊曨l圖像數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)以及地理坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)和車(chē)輛車(chē)牌數(shù)據(jù)，并回應(yīng)來(lái)自后臺(tái)取證子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，以及轉(zhuǎn)發(fā)后臺(tái)取證子系統(tǒng)的控制請(qǐng)求；

后臺(tái)取證子系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的視頻圖像數(shù)據(jù)、地理坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)，對(duì)前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和查詢。

優(yōu)選地，所述處理子單元對(duì)視頻監(jiān)控子單元所采集的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行聲壓級(jí)及頻譜分析，確定音頻數(shù)據(jù)中是否包含鳴笛聲音。

優(yōu)選地，所述處理子單元基于鳴笛監(jiān)控子單元采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行鳴笛聲源方向的定位，確定鳴笛聲源相對(duì)位置。

優(yōu)選地，所述處理子單元根據(jù)鳴笛聲源在視頻圖像中的位置，對(duì)鳴笛前后時(shí)刻的該位置附近圖像區(qū)域進(jìn)行違規(guī)鳴笛車(chē)輛車(chē)牌識(shí)別。

優(yōu)選地，所述視頻監(jiān)控子單元為攝像頭，所述定位子單元為定位裝置，所述鳴笛監(jiān)控子單元為麥克風(fēng)，所述處理子單元為嵌入式系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)顯示子單元為液晶顯示屏，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子單元為大容量存儲(chǔ)介質(zhì)。

優(yōu)選地，所述后臺(tái)取證子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)查詢子單元和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)子單元；所述數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)子單元，用于查閱違規(guī)鳴笛的音頻證據(jù)和視頻證據(jù)，結(jié)合取證位置，判斷車(chē)輛是否違規(guī)鳴笛；所述數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)子單元，用于統(tǒng)計(jì)違規(guī)鳴笛數(shù)據(jù)，幫助執(zhí)法人員分析違規(guī)鳴笛數(shù)據(jù)的在時(shí)間、數(shù)量或空間上的分布。

優(yōu)選地，所述前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器和后臺(tái)取證子系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)通訊采用WebService實(shí)現(xiàn)

與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、一體化、執(zhí)法效率高、自動(dòng)化程度高；本發(fā)明針對(duì)車(chē)輛違規(guī)鳴笛的行為執(zhí)行鳴笛識(shí)別、聲源定位和自動(dòng)車(chē)牌識(shí)別，搭建起一套針對(duì)違規(guī)鳴笛行為的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、錄音錄像取證的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)違規(guī)鳴笛行為的有效監(jiān)督執(zhí)法；該系統(tǒng)可以節(jié)省治理違規(guī)鳴笛的執(zhí)法資源，提高該項(xiàng)執(zhí)法的普遍性，有效約束違規(guī)鳴笛的行為，減少交通噪聲污染。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的車(chē)載部分處理子單元工作流程示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的車(chē)載部分視頻監(jiān)控子單元在車(chē)輛上的布置示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的車(chē)載部分噪聲監(jiān)控子單元在車(chē)輛上的布置示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更好說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明較佳的實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)100，用于對(duì)道路進(jìn)行視頻和噪聲實(shí)時(shí)監(jiān)控，檢測(cè)違規(guī)鳴笛的行為，并對(duì)違規(guī)行為進(jìn)行取證并上傳違規(guī)證據(jù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器200，作為各前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳接收器，同步前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)獲取到的錄像證據(jù)、音頻證據(jù)、取證位置數(shù)據(jù)和違規(guī)車(chē)輛車(chē)牌，并響應(yīng)后臺(tái)取證子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求；后臺(tái)取證子系統(tǒng)300，通過(guò)使用違規(guī)證據(jù)復(fù)查子單元判斷車(chē)輛是否違規(guī)鳴笛，對(duì)于違規(guī)車(chē)輛，根據(jù)車(chē)牌在違規(guī)處理子單元中作出相應(yīng)處罰。

前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)100通過(guò)視頻監(jiān)控子單元攝像頭101實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前車(chē)輛的車(chē)前和車(chē)后路面圖像，并傳入處理子單元嵌入式系統(tǒng)104；通過(guò)取證定位子單元GPS定位裝置102，獲取當(dāng)前取證地點(diǎn)位置坐標(biāo)，并傳入處理子單元嵌入式系統(tǒng)104；鳴笛監(jiān)控子單元麥克風(fēng)103實(shí)時(shí)采集本車(chē)輛周?chē)肼?，并傳入處理子單元嵌入式系統(tǒng)104；處理子單元嵌入式系統(tǒng)104將傳入的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)顯示子單元液晶顯示屏105中展示，并將視頻數(shù)據(jù)和音頻流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子單元大容量存儲(chǔ)卡106中。

處理子單元嵌入式系統(tǒng)104安裝有視頻采集卡和音頻采集卡，使用視頻采集程序和音頻采集程序分別采集攝像頭101的路面視頻和麥克風(fēng)103周?chē)脑肼曇纛l。處理子單元嵌入式系統(tǒng)104將采集到的視頻圖像和音頻數(shù)據(jù)連續(xù)實(shí)時(shí)寫(xiě)入存儲(chǔ)子單元大容量?jī)?nèi)存卡106，使用循環(huán)覆蓋寫(xiě)入，在存儲(chǔ)子單元的容量將要耗盡時(shí)，將存儲(chǔ)單元中最早記錄的那部分?jǐn)?shù)據(jù)刪除，產(chǎn)生剩余空間供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入。

如圖2所示，是本發(fā)明實(shí)施例的車(chē)載部分的處理子單元104工作流程示意圖。處理子單元嵌入式處理器104主要有5個(gè)工作模塊，鳴笛自動(dòng)識(shí)別模塊，鳴笛聲源定位模塊，車(chē)牌識(shí)別模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、讀取模塊和違規(guī)證據(jù)上傳模塊。

所述鳴笛自動(dòng)識(shí)別模塊，處理子單元的音頻采集卡對(duì)三路麥克風(fēng)輸入進(jìn)行連續(xù)采樣，采樣的頻率為8000Hz，道路交通噪聲一般范圍在55dBA–80dBA，鳴笛噪聲一般達(dá)到90dBA–115dBA，并且聲音能量集中在某一頻率。所以對(duì)于檢測(cè)到超過(guò)90dBA的噪聲，初步認(rèn)定為鳴笛噪聲，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換得到頻譜圖，如果有某一頻率的噪聲能量集中，就認(rèn)定為鳴笛噪聲。

所述鳴笛聲源定位模塊，在檢測(cè)到鳴笛事件發(fā)生時(shí)，分別記錄鳴笛噪聲到達(dá)三個(gè)噪聲監(jiān)控子單元的時(shí)刻，分別記錄為t₁,t₂,t₃，3個(gè)噪聲采集子單元分別為C₁,C₂,C₃,過(guò)車(chē)頂前面兩個(gè)噪聲采集子單元的直線為X軸，過(guò)車(chē)頂后面中間第三個(gè)噪聲采集子單元在X軸上的垂線所在直線為Y軸，車(chē)頂上X軸和Y軸相交的點(diǎn)為原點(diǎn)，鳴笛噪聲發(fā)生高度與車(chē)頂高度相差較小，可以認(rèn)為在同一水平面上，所以忽略Z軸，可以假設(shè)3個(gè)噪聲采集子單元的坐標(biāo)為C₁(x₁,y₁),C₂(x₂,y₂),C₃(x₃,y₃),鳴笛聲源的坐標(biāo)位置為S(x,y),聲音在空氣中傳播速度為c,可以建立方程組：

其中c＝340m/s，x,y為未知量，其他為已知量，鳴笛噪聲位置(x,y)可以計(jì)算求得。

所述車(chē)牌識(shí)別模塊，在鳴笛自動(dòng)識(shí)別模塊獲取到鳴笛噪聲的時(shí)刻，開(kāi)始執(zhí)行違規(guī)車(chē)輛車(chē)牌識(shí)別算法，獲取違規(guī)車(chē)輛車(chē)牌號(hào)碼，從而確定違規(guī)車(chē)輛。將識(shí)別到違規(guī)鳴笛時(shí)刻前后2s的視頻圖像從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子單元中提取出來(lái)，對(duì)視頻的每一幀根據(jù)鳴笛聲源定位模塊獲取的聲源相對(duì)位置在圖像中標(biāo)示出違規(guī)車(chē)輛所在區(qū)域，對(duì)該區(qū)域執(zhí)行“車(chē)牌定位”、“字符切分”和“字符識(shí)別”三部分流程，提取出違規(guī)使用遠(yuǎn)光燈車(chē)輛的車(chē)牌號(hào)碼。完成后將加了區(qū)域標(biāo)注的圖像重新寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子單元中。

所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、讀取模塊，對(duì)傳入的視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)；在違規(guī)鳴笛事件發(fā)生后，將鳴笛時(shí)刻前后各2s的視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)讀取出來(lái)。所述違規(guī)證據(jù)上傳模塊，整合獲取的4s違規(guī)鳴笛視頻證據(jù)、4s的違規(guī)鳴笛音頻數(shù)據(jù)、違規(guī)取證坐標(biāo)位置和違規(guī)車(chē)輛車(chē)牌，通過(guò)違規(guī)證據(jù)上傳模塊上傳到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器200接收各個(gè)前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)傳回的違規(guī)鳴笛車(chē)輛視頻證據(jù)、音頻證據(jù)、違規(guī)車(chē)輛位置和違規(guī)車(chē)輛車(chē)牌號(hào)碼，按照不同的日期和時(shí)間段，將以上數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中不同數(shù)據(jù)表內(nèi)。同時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器200還負(fù)責(zé)接收后臺(tái)取證子系統(tǒng)300的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，并返回相應(yīng)數(shù)據(jù)。

對(duì)于上傳的違規(guī)車(chē)輛視頻證據(jù)，為一段時(shí)間長(zhǎng)度4s的H264壓縮視頻，在本實(shí)施例中，視頻文件的命名為“命名前綴”加“車(chē)輛違規(guī)時(shí)間”加“取證的車(chē)載取證設(shè)備的編號(hào)”，各個(gè)組成部分之間用“_”間隔，如“ShiPin_YYYYMMDD_HHMMSS_XXXXXX”，其中“ShiPin”為視頻命名前綴，“YYYY”表示年份，“MM”表示月份，“DD”表示日期，“HH”表示小時(shí)，“MM”表示分鐘，“SS”視頻起始秒，“XXXXXX”表示車(chē)載取證設(shè)備編號(hào)。上傳的違規(guī)車(chē)輛鳴笛證據(jù)，為一段時(shí)間長(zhǎng)度4s的Mp3音頻，在本實(shí)施例中，音頻命名與視頻命名相似，不同在于音頻文件的“命名前綴”為“YinPin”。

該系統(tǒng)的后臺(tái)取證子系統(tǒng)300包括數(shù)據(jù)查詢子單元301和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)子單元302。數(shù)據(jù)查詢子單元301從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器200獲取違規(guī)鳴笛的視頻證據(jù)、音頻證據(jù)、違規(guī)車(chē)輛位置和違規(guī)車(chē)輛車(chē)牌，執(zhí)法人員在數(shù)據(jù)查詢子單元301上查閱視頻證據(jù)和音頻證據(jù)，將違規(guī)車(chē)輛位置傳入GIS軟件中做區(qū)域匹配，判斷鳴笛行為是否在禁鳴區(qū)域發(fā)生，進(jìn)一步確認(rèn)車(chē)輛是否違規(guī)鳴笛。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)子單元302從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器200中獲取違規(guī)鳴笛數(shù)據(jù)，包括視頻圖像數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、車(chē)輛牌號(hào)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)所需日期、時(shí)間段或區(qū)域范圍內(nèi)的違規(guī)數(shù)據(jù)，以及同一車(chē)輛牌號(hào)的違規(guī)數(shù)據(jù)等。

該系統(tǒng)中前端監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心服務(wù)器和后臺(tái)取證子系統(tǒng)之間各部分的網(wǎng)絡(luò)通訊，如數(shù)據(jù)的傳輸存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的請(qǐng)求等都是基于WebService技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例的車(chē)載部分視頻監(jiān)控子單元在車(chē)輛上的布置示意圖。本發(fā)明的車(chē)載部分視頻監(jiān)控子單元101放置車(chē)輛車(chē)頂?shù)那懊婧秃竺?；在?chē)輛俯視圖中，視頻監(jiān)控子單元放置在車(chē)頂?shù)闹虚g位置。

如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的車(chē)載部分鳴笛監(jiān)控子單元在車(chē)輛上的布置示意圖。本發(fā)明的車(chē)載部分鳴笛監(jiān)控子單元103放置在車(chē)輛車(chē)頂?shù)那懊婧秃竺妫辉谲?chē)輛俯視圖中，鳴笛監(jiān)控子單元放置于車(chē)輛的頂部的前端兩側(cè)及后端中部。

以上所述的本發(fā)明的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神原則之內(nèi)所作出的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。