基于嵌入式系統(tǒng)的違章車輛視頻檢測(cè)系統(tǒng)

1 電子警察系統(tǒng)

電子警察主要是針對(duì)機(jī)動(dòng)車在路口闖紅燈這種極易造成惡性事故的交通違章現(xiàn)象進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)記錄，做到了無人值守，不間斷監(jiān)測(cè)，證據(jù)充分正確，提高交通執(zhí)法的準(zhǔn)確性和效率。傳統(tǒng)典型的電子警察系統(tǒng)通常是由系統(tǒng)控制、違章車輛檢測(cè)、拍攝、傳輸以及輔助配套設(shè)備等幾部分組成。

目前，一般電子警察系統(tǒng)主要采用環(huán)形線圈感應(yīng)器、以增強(qiáng)型PC為基礎(chǔ)的工控機(jī)(IPC)平臺(tái)控制的模式。環(huán)形線圈的安裝不便、容易受損壞，IPC對(duì)室外環(huán)境的適應(yīng)差等缺點(diǎn)，給電子警察正常穩(wěn)定運(yùn)行及維護(hù)工作造成極大的困難。因此，車輛違章檢測(cè)技術(shù)對(duì)電子警察的高精度、大面積推廣有很大的影響，是電子警察系統(tǒng)中重要的一部分，是交通管理系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。

2 現(xiàn)有車輛違章檢測(cè)技術(shù)

車輛檢測(cè)器是交通管理系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，主要是通過數(shù)據(jù)采集和設(shè)備監(jiān)視等方式，向監(jiān)控系統(tǒng)中的信息處理和信息發(fā)布單元提供各種交通參數(shù)，作為監(jiān)控中心分析、判斷、發(fā)出信息和提出控制方案的主要依據(jù)。常用的交通車輛檢測(cè)器主要包括環(huán)行線圈檢測(cè)器、超聲波或微波(雷達(dá)波)檢測(cè)器、紅外線檢測(cè)器、視頻檢測(cè)器等。

比較幾種檢測(cè)方法可以知道，超聲波或微波(雷達(dá)波)檢測(cè)器和紅外線檢測(cè)器使用的條件比較苛刻，使用比較少，主要用于人工檢測(cè)方式。目前最普遍的、經(jīng)常用的是環(huán)行線圈視頻檢測(cè)器，但是視頻車輛檢測(cè)器與感應(yīng)線圈等檢測(cè)器相比，具有如下的技術(shù)特點(diǎn)：

(1)視頻檢測(cè)器安裝與維護(hù)方便，無需開挖路面，對(duì)道路交通的影響很小。
(2)視頻車輛檢測(cè)器能檢測(cè)較大的交通場(chǎng)景面積，單臺(tái)攝像機(jī)就可同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)車道，從而減少傳感器的安裝數(shù)目，并可進(jìn)行大范圍內(nèi)的車輛跟蹤。
(3)能提供絕大多數(shù)的交通參數(shù)信息，包括車流量、單車速度、平均車速、車間距等。
(4)獲得的視頻及圖像信息很直觀，是人機(jī)可讀的，還可以加以保存。從而為監(jiān)控人員進(jìn)行相關(guān)操作提供了參考。

3 嵌入式視頻檢測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)交通違章管理的要求和系統(tǒng)主要功能，對(duì)交通視頻檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究并形成了可行方案。其思想是將視頻攝像頭安裝在路桿上并對(duì)下面的路況進(jìn)行監(jiān)視，捕獲的數(shù)字化視頻信息由現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行圖像處理，再傳送到交通管理中心。同時(shí)，選取基于嵌入式系統(tǒng)的電子警察視頻檢測(cè)的模式來實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)電子警察系統(tǒng)的改進(jìn)，此電子警察系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示。

由圖1可以看出，基于嵌入式系統(tǒng)的電子警察主要由三部分組成：視頻采集部分、圖像處理與系統(tǒng)控制部分、網(wǎng)絡(luò)傳輸部分。

3．1 視頻采集單元

從CCD攝像頭的光電轉(zhuǎn)換器件得到的視頻信號(hào)都是模擬信號(hào)，將模擬電視信號(hào)變成數(shù)字電視信號(hào)要經(jīng)過模／數(shù)(A／D)轉(zhuǎn)換過程。模／數(shù)轉(zhuǎn)換包含三個(gè)過程，即取樣、量化及編碼。其中，取樣的目的是將時(shí)間上連續(xù)的模擬信號(hào)變成時(shí)間上離散的信號(hào)，量化是將幅度上連續(xù)的取樣值變成幅度上離散的取樣值，而編碼的作用是將離散化的取樣值編成二進(jìn)制數(shù)碼。經(jīng)取樣、量化、編碼所得到的數(shù)字信號(hào)即為視頻PCM信號(hào)。