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背景技术

为了减少因闯红灯而造成的交通事故,在大中城市的交通十字路口都安装了全天候的电子警察,对违章闯红灯的行为进行实时监控,并将拍摄到的违法图片作为处罚的依据。现有的闯红灯自动抓拍系统主要依靠在十字路口设置摄像头拍摄违章的行人及车辆,但由于各种原因不一定能保证拍摄图像的清晰度。另外,在有些住户较为密集的街道上不允许鸣笛,但却有不少司机违规鸣笛,影响城市居民的生活。因此为减缓此类事件的发生,有必要涉及一种可以检测定位和抓拍鸣笛闯红灯车辆的系统,方便交通管理人员对此类事件进行管理。

发明内容

本发明的目的是为解决住户较为密集的街道上发生的闯红灯和鸣笛抓拍的问题,提供汽车鸣笛闯红灯抓拍系统,能够检测定位和抓拍鸣笛、闯红灯车辆,方便交通管理人员对交通和居民生活环境进行管理和改善。

为达到上述目的,本发明是采取如下技术方案予以实现的:

汽车鸣笛闯红灯抓拍系统,包括

信号灯状态检测单元,用于检测和输入信号灯的状态;

车辆检测单元,用于根据中央控制单元的指令检测红灯状态下十字路口是否有车辆经过;

GPS定位单元,用于定位闯红灯车辆;

鸣笛噪声采集单元,用于采集汽车的鸣笛声波信号;

鸣笛噪声识别单元,用于滤波,筛选出鸣笛声波信号;

噪声源定位单元,用于定位该鸣笛声波信号的来源;

图像采集单元,用于采集闯红灯和鸣笛车辆的图像数据;

中央控制单元,用于根据上述各单元检测到的数据作出比较判断和发出控制指令,控制图像采集单元自动抓拍闯红灯和/或鸣笛的车辆,并通过车牌识别技术识别出车牌号码;

交通中心管理单元,用于接收上述各单元经中央控制单元处理后的数据;

信号灯状态检测单元、车辆检测单元、GPS定位单元和图像采集单元均连接于中央控制单元,鸣笛噪声采集单元、鸣笛噪声识别单元和噪声源定位单元依次连接后由噪声源定位单元连接于中央控制单元,中央控制单元经4G无线网络与交通中心管理单元通信连接。

进一步的,车辆检测单元采用地感式车辆检测器。

进一步的,图像采集单元包括能见度检测模块、图像存储模块、图像去噪模块和至少一个图像抓拍模块,图像抓拍模块的数量根据现场实际环境设置。

进一步的,图像抓拍模块采用CCD摄像机,最低拍摄频率为20帧/秒,各CCD摄像机的拍摄频率相差5帧/秒。

进一步的,能见度检测模块采用透射式能见度检测仪。

进一步的,图像去噪模块采用自适应维纳滤波器或形态学噪声滤除器。

进一步的,中央控制单元采用X86架构的芯片。

进一步的,鸣笛噪声采集单元、鸣笛噪声识别单元和噪声源定位单元采用麦克风声源定位技术。

进一步的,图像采集单元通过4G无线网络与中央控制单元通信连接。

与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

1).本发明采用上述方案,就可以同时实现鸣笛车辆的定位抓拍和闯红灯车辆的定位抓拍,避免了现有技术中的技术较为单一的问题,而且本发明还增加了GPS定位单元,用于针对闯红灯车辆的定位,相比于现有技术,这样更能够准确定位;另外,本发明的中央控制单元采用4G无线网络与交通中心管理单元通信连接,相比于现有技术中的3G网络,明显加快了数据的传输速率,在街道上的车辆多的时候,也能提供较好的数据传输服务,而随经济和技术的发展,4G无线网络页越来越普及,其成本也会越来越低,因此,本发明能够在保证生产成本的前提下,具备更好的处理效率,解决了住户较为密集的街道上发生的闯红灯和鸣笛抓拍的问题,也能够检测定位和抓拍鸣笛、闯红灯车辆,方便方便交通管理人员对交通和居民生活环境进行管理和改善。

2).本发明的图像采集单元还采用了能见度检测模块,使得中央控制单元可以根据现场能见度的变化选择合适的CCD摄像机,这样一来,不论是对闯红灯车辆的抓拍,还是对鸣笛车辆的抓拍,都能提供更优的拍摄效果,适应了不同的环境,相比于现有技术中只可以对鸣笛车辆进行较单一环境的抓拍,技术效果明显更好。

附图说明

图1本发明的总体结构示意图; 

图2本发明的图像采集单元与中央控制单元的关系示意图。 

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的实施例。

参考图1~图2,本发明提供的是汽车鸣笛闯红灯抓拍系统,包括

信号灯状态检测单元,用于检测和输入信号灯的状态;

车辆检测单元,采用车辆检测器,用于根据中央控制单元的指令检测红灯状态下十字路口是否有车辆经过;

GPS定位单元,用于定位闯红灯车辆;

鸣笛噪声采集单元,用于采集汽车的鸣笛声波信号;

鸣笛噪声识别单元,用于滤波,筛选出鸣笛声波信号;

噪声源定位单元,用于定位该鸣笛声波信号的来源;

图像采集单元,用于采集闯红灯和鸣笛车辆的图像数据;

中央控制单元,用于根据上述各单元检测到的数据作出比较判断和发出控制指令,控制图像采集单元自动抓拍闯红灯和/或鸣笛的车辆;

交通中心管理单元,用于接收上述各单元经中央控制单元处理后的数据;

信号灯状态检测单元、车辆检测单元和GPS定位单元均连接于中央控制单元,鸣笛噪声采集单元、鸣笛噪声识别单元和噪声源定位单元依次连接后由噪声源定位单元连接于中央控制单元,图像采集单元通过4G无线网络与中央控制单元通信连接,中央控制单元经4G无线网络与交通中心管理单元通信连接。

参考图1~图2,上述各单元的具体结构和基本原理如下所述:

车辆检测单元采用地感式车辆检测器,地感式车辆检测器是以单片机为中心配以相关的功能电路组成,它包括CPU、地感线圈C1和C2,地感线圈C1和C2因车辆进过产生电感变化,CPU将变化的电感和基准频率发生器F0产生的基准频率进行比较运算,当频率大于或等于特定差值时,CPU输出控制信号。

图像采集单元包括能见度检测模块、图像存储模块、图像去噪模块和至少一个图像抓拍模块,图像抓拍模块的数量根据现场实际环境设置。

能见度检测模块采用透射式能见度检测仪,并具有以下特点:

1).监测数据稳定、及时和准确;

2).独特的瞄准装置;

3)独创的镜头保护装置,无需进行镜头清洗;

4).安装和调试快捷,可选择移动和固定两种安装方式;

5).压铸铝外壳,表面喷塑,防护等级IP66;

6).基线可选10M、15M;

7).采用WINDOWS界面,易于操作。

​图像抓拍模块采用CCD摄像机,最低拍摄频率为20帧/秒,各CCD摄像机的拍摄频率相差5帧/秒,中央控制单元根据当透射式能见度检测仪检测的能见度高低选择合适拍摄频率的CCD摄像机;能见度检测模块可根据天气的实际情况,如晴天、大雾、大雨等调节图像抓拍模块的拍摄频率,提高了车辆图像的捕获力。

各个CCD摄像机面对车辆行驶的方向设置于十字路口信号灯杆上。

图像去噪模块采用自适应维纳滤波器或形态学噪声滤除器,提高了拍摄违规车辆的图像的清晰度;自适应维纳滤波器,能根据图象的局部方差来调整滤波器的输出,局部方差越大,滤波器的平滑作用越强;它的最终目标是使恢复图像f^(x,y)与原始图像f(x,y)的均方误差e2=E[(f(x,y)-f^(x,y)2]最小;该方法的滤波效果比均值滤波器效果要好,对保留图像的边缘和其他高频部分很有用,不过计算量较大;维纳滤波器对具有白噪声的图象滤波效果最佳;而形态学噪声滤除器,将开启和闭合结合起来可用来滤除噪声,首先对有噪声图象进行开启操作,可选择结构要素矩阵比噪声的尺寸大,因而开启的结果是将背景上的噪声去除;最后是对前一步得到的图象进行闭合操作,将图象上的噪声去掉;根据此方法的特点可以知道,此方法适用的图像类型是图象中的对象尺寸都比较大,且没有细小的细节,对这种类型的图像除噪的效果会比较好。

中央控制单元采用X86架构的芯片,而通常中央控制单元采用的是ARM架构,ARM架构相比于X86架构,其ARM是典型的RISC,指令集精简,指令等长,执行简单命令的处理效率较高,但是本发明需要对在信号灯是“红灯”下十字路口是否有车辆经过进行检测,对鸣笛噪声进行识别定位,对闯红灯和/或鸣笛的车辆进行抓拍等,功能相对来说较为复杂;而X86架构属于典型的CISC,指令集丰富,指令不等长,善于执行复杂工作,更强调串行性能,再结合其性价比高的特点,选择X86架构的芯片更能有效发挥本发明的特点。

鸣笛噪声采集单元、鸣笛噪声识别单元和噪声源定位单元采用麦克风声源定位技术,麦克风声源定位技术是利用麦克风拾取语音信号,并用数字信号处理技术对其进行分析和处理,继而确定和跟踪声源的空间位置;传统的单个麦克风的拾音范围很有限,拾取信号的质量不高,因此提出了用麦克风阵列进行语音处理的方法;麦克风阵列具有去噪、声源定位和跟踪等功能,从而大大提高了语音信号处理质量。

 


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