高速列車視頻輔助駕駛系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻處理系統(tǒng)及列車控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高速列車的列車系統(tǒng)視頻輔助駕駛分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高速鐵路也隨之快速發(fā)展，速度的提高，對(duì)鐵路路基平整度有很大的提高，為適應(yīng)鐵路速度上的要求，過(guò)山隧道越來(lái)越多，使得高速列車在進(jìn)出隧道時(shí)，司機(jī)視野中的光線變化劇烈，同時(shí)列車的高速移動(dòng)，明暗變化周期短，使得司機(jī)很難適應(yīng)外部光線強(qiáng)烈的變化。
[0003]而且最近幾年，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)環(huán)境影響較大，空氣污染也日趨嚴(yán)重，空氣問(wèn)題已經(jīng)成為人人必談的話題，也成為大家最擔(dān)心的問(wèn)題，伴隨著中國(guó)霧霾天氣的嚴(yán)峻性，人們所看到的視野朦朧，視覺(jué)距離嚴(yán)重縮短，同時(shí)也嚴(yán)重影響高速列車的正常運(yùn)行，若一旦出現(xiàn)霧霾天氣，也勢(shì)必造成監(jiān)控盲區(qū)，給鐵路的運(yùn)行安全帶來(lái)隱患。
[0004]視頻輔助駕駛系統(tǒng)是通過(guò)前端感光傳感器高速采樣，利用超低照度、超寬動(dòng)態(tài)的傳感器的快速變化，使用FPGA對(duì)每一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，對(duì)圖像進(jìn)行透霧加工處理，使得在司機(jī)監(jiān)控顯示終端上展示可靠的有用界面，輔助司機(jī)駕駛。
[0005]超低照度攝像的基本原理即把光學(xué)圖像信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，若信號(hào)很弱，則通過(guò)預(yù)放電路進(jìn)行放大，再經(jīng)過(guò)各種電路進(jìn)行處理和調(diào)整，最后得到標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)再送至后端進(jìn)行編碼顯示記錄等。
[0006]超寬動(dòng)態(tài)是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下，讓攝像機(jī)先對(duì)照亮區(qū)域進(jìn)行一次快速曝光，得到一幅亮部區(qū)域清晰正常的圖像并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器中，然后再對(duì)場(chǎng)景中暗部區(qū)域進(jìn)行一次慢速曝光，得到一幅暗部區(qū)域畫(huà)面清晰的圖像也存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器中，以上曝光完畢后，利用特有的圖像處理算法，將兩幅圖像當(dāng)中亮度適當(dāng)?shù)牟糠址謩e切割下來(lái)，最后進(jìn)行疊加合成并輸出一幅明暗區(qū)域都清晰可見(jiàn)的圖像。
[0007]透霧原理是指可見(jiàn)光在通過(guò)空氣中的煙塵或霧氣時(shí)，會(huì)被阻擋發(fā)射而無(wú)法通過(guò)，而近紅外光線由于波長(zhǎng)較長(zhǎng)，可以繞過(guò)煙塵和霧氣并穿透過(guò)去，并且攝像機(jī)的感光元件可以感應(yīng)到這部分近紅外光，所以就可以利用這部分光線來(lái)實(shí)現(xiàn)穿塵透霧的監(jiān)控，在不可見(jiàn)光的范圍內(nèi)，有一定頻率的紅外光可以穿透霧氣，需要在攝像機(jī)和鏡頭上進(jìn)行處理，用來(lái)將這一頻率的不可見(jiàn)光進(jìn)行成像，最終獲取清晰的監(jiān)控圖像畫(huà)面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的在于提供一種高速列車視頻輔助駕駛系統(tǒng)，有效解決了霧霾天氣影響高速列車的正常運(yùn)行的問(wèn)題。
[0009]其解決的技術(shù)方案是，包括安裝在高速列車上的視頻輔助駕駛設(shè)備和安裝在地面的視頻分析系統(tǒng)，所述的安裝在高速列車上的視頻輔助駕駛設(shè)備包括攝像采集設(shè)備、視頻數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)記錄單元、司機(jī)監(jiān)控終端和電源單元，所述的攝像采集設(shè)備與視頻數(shù)據(jù)處理單元連接，視頻數(shù)據(jù)處理單元與數(shù)據(jù)記錄單元連接，視頻數(shù)據(jù)處理單元與司機(jī)監(jiān)控終端連接，攝像采集設(shè)備、視頻數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)記錄單元、司機(jī)監(jiān)控終端都與電源單元連接;
安裝在地面的視頻分析系統(tǒng)包括UPS不間斷電源、數(shù)據(jù)交換傳輸單元、數(shù)據(jù)分析處理單元、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)RMDB和顯示終端，數(shù)據(jù)交換傳輸單元接收安裝在高速列車上的視頻輔助駕駛設(shè)備中數(shù)據(jù)記錄單元的視頻信息，數(shù)據(jù)交換傳輸單元與數(shù)據(jù)分析處理單元連接，數(shù)據(jù)分析處理單元與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)RMDB連接，數(shù)據(jù)分析處理單元和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)RMDB都連接顯示終端，數(shù)據(jù)交換傳輸單元、數(shù)據(jù)分析處理單元、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)RMDB和顯示終端都與UPS不間斷電源連接。
[0010]本發(fā)明采用高速超低照度、超寬動(dòng)態(tài)的感光傳感器，同時(shí)對(duì)圖像信息進(jìn)行透霧加工處理，使司機(jī)監(jiān)控顯示終端上顯示更加清晰可靠的圖像；并輔助增加特征圖像識(shí)別，如前方高柱燈碼信息識(shí)別，斷合接觸網(wǎng)信息識(shí)別等，完成輔助司機(jī)駕駛；本發(fā)明還具有數(shù)據(jù)壓縮、存儲(chǔ)的功能，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，可對(duì)視頻進(jìn)行定位檢索。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的視頻輔助駕駛設(shè)備結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的視頻分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]現(xiàn)結(jié)合圖1和圖2所示，本發(fā)明一種高速列車視頻輔助駕駛系統(tǒng)，包括安裝在高速列車上的視頻輔助駕駛設(shè)備和安裝在地面的視頻分析系統(tǒng)，所述的安裝在高速列車上的視頻輔助駕駛設(shè)備包括攝像采集設(shè)備、視頻數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)記錄單元、司機(jī)監(jiān)控終端和電源單元，所述的攝像采集設(shè)備與視頻數(shù)據(jù)處理單元連接，視頻數(shù)據(jù)處理單元與數(shù)據(jù)記錄單元連接，視頻數(shù)據(jù)處理單元與司機(jī)監(jiān)控終端連接，攝像采集設(shè)備、視頻數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)記錄單元、司機(jī)監(jiān)控終端都與電源單元連接；
安裝在地面的視頻分析系統(tǒng)包括UPS不間斷電源、數(shù)據(jù)交換傳輸單元、數(shù)據(jù)分析處理單元、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)RMDB和顯示終端，數(shù)據(jù)交換傳輸單元接收安裝在高速列車上的視頻輔助駕駛設(shè)備中數(shù)據(jù)記錄單元的視頻信息，數(shù)據(jù)交換傳輸單元與數(shù)據(jù)分析處理單元連接，數(shù)據(jù)分析處理單元與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)RMDB連接，數(shù)據(jù)分析處理單元和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)RMDB都連接顯示終端，數(shù)據(jù)交換傳輸單元、數(shù)據(jù)分析處理單元、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)RMDB和顯示終端都與UPS不間斷電源連接。
[0015]所述的攝像采集設(shè)備安裝在高速列車前視窗處，當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)，攝像采集設(shè)備對(duì)前方實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像采集。
[0016]所述的電源單元采用車載DC110V，為安裝在高速列車上的視頻輔助駕駛設(shè)備提供電能，同時(shí)避免浪涌、群脈沖、高頻串?dāng)_等外界干擾，保證電磁兼容性的高可靠性。
[0017]所述的視頻數(shù)據(jù)處理單元使用H.264編碼，每分鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量約為10MB。
[0018]所述的數(shù)據(jù)記錄單元使用32GB存儲(chǔ)單元，采用循環(huán)記錄方式，可以保存48小時(shí)視頻數(shù)據(jù)。
[0019]所述攝像采集設(shè)備安裝在高速列車前視窗前，攝像采集設(shè)備分辨率為720P030FPS，采集前端視頻圖像信息，感應(yīng)外界光線強(qiáng)弱，自動(dòng)控制調(diào)整光圈和曝光時(shí)間，使用高速超低照度CCD圖像傳感器，工作在60FPS上，每次自動(dòng)