專利名稱：近紅外補(bǔ)光道路違章車輛抓拍系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子信息領(lǐng)域，涉及一種超速抓拍系統(tǒng)，具體是一種基于近紅外光源
補(bǔ)光的車輛超速抓拍系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代社會(huì)中，高速公路的發(fā)展非常迅猛，而相應(yīng)的交通管理設(shè)備卻相對(duì)落后。交 通事故的起因通常是由車輛超速引起的，因此建立一套安全完備的超速抓拍照相裝置非常 必要。 中國(guó)200710303837. 3號(hào)專利公開(kāi)了一種超速抓拍系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以針對(duì)不同的 能見(jiàn)度情況下，設(shè)置不同的限速值；中國(guó)03103263. X號(hào)發(fā)明專利公開(kāi)了一種高速公路超速 抓拍系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用縮短閃光燈的出光時(shí)間，在瞬間光強(qiáng)達(dá)到一定的強(qiáng)度，配合CCD攝像 系統(tǒng)的感光時(shí)刻，從而來(lái)獲取更高的能量。中國(guó)200710069069. X號(hào)專利采用閃光燈配合 CCD相機(jī)獲取圖像，并采用高速控制器HCR實(shí)現(xiàn)圖像的處理。 以上的專利技術(shù)均存在閃光燈的問(wèn)題，閃光燈易使駕駛員眩目，尤其在夜里出現(xiàn)，
在黑暗環(huán)境中人的瞳孔開(kāi)得很大，突遇強(qiáng)光，瞳孔來(lái)不及閉合，大量強(qiáng)光線進(jìn)入眼內(nèi)，可能
造成眼損傷，而且會(huì)使駕駛員受到驚嚇，神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)某種紊亂，可能會(huì)帶來(lái)極其嚴(yán)重
的后果，如撞車或其它意外事件，此時(shí)抓拍采用的閃光燈將具有不可推卸的責(zé)任。在通過(guò)對(duì)
駕駛員的調(diào)查表明，他們通常都能感受到拍照的過(guò)程，尤其是在夜晚的情況下，對(duì)他們的生
理和心理上都會(huì)造成非常大的影響，曾有西安的駕駛員就閃光燈影響的問(wèn)題，進(jìn)行過(guò)投訴，
另外閃光燈的壽命都比較短，因此嚴(yán)重影響現(xiàn)有超速抓拍設(shè)備的正常運(yùn)行。 因此建立一套自動(dòng)、無(wú)安全隱患、無(wú)人體健康損害的高速公路超速檢測(cè)抓拍系統(tǒng)
具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有車輛超速抓拍系統(tǒng)中閃光燈閃強(qiáng)光的技術(shù)問(wèn)題，提供 一種近紅外補(bǔ)光超速抓拍系統(tǒng)。 本發(fā)明的近紅外補(bǔ)光超速抓拍系統(tǒng)采用近紅外光源作為抓拍的光源，包括光學(xué)部 分和電子控制部分。 所述的光學(xué)部分包括光源器、光源驅(qū)動(dòng)器、發(fā)射光聚光鏡、發(fā)射光整形裝置、接收 光聚光鏡；光源驅(qū)動(dòng)器與光源器連接，對(duì)光源二極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，發(fā)出近紅外光源；發(fā)射光聚 光鏡和發(fā)射光整形裝置依次設(shè)置在發(fā)射光光路上，其中發(fā)射光聚光鏡靠近光源器設(shè)置；接 收光聚光鏡設(shè)置在接收光光路上。 所述的電子控制部分包括DSP中央處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、車輛超速檢測(cè)模 塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和電源模塊。 DSP中央處理器模塊包括微處理器DSP以及外圍的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM、程序存儲(chǔ)器 FLASH和SD卡，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM、程序存儲(chǔ)器FLASH和SD卡通過(guò)微處理器DSP的存儲(chǔ)器接口 EMIF與微處理器DSP連接；微處理器DSP與光學(xué)部分的光源驅(qū)動(dòng)器通過(guò)10 口連接，驅(qū) 動(dòng)光源驅(qū)動(dòng)器工作。數(shù)據(jù)采集模塊包括CCD光電傳感器、視頻放大器、視頻A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA處理器，
CCD光電傳感器的靶面位于前端光學(xué)部分的接收光聚光鏡的焦點(diǎn)上，并朝向接收光聚光鏡
設(shè)置；CCD光電傳感器的模擬電信號(hào)輸出端與視頻放大器的輸入端連接，視頻放大器的輸
出端與視頻A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)輸入端連接，視頻A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)輸出端與FPGA處理器的一組
信號(hào)輸入10 口連接，F(xiàn)PGA處理器的一組信號(hào)輸出10 口與CCD光電傳感器的行列驅(qū)動(dòng)信號(hào)
輸入口連接，F(xiàn)PGA處理器的另一組信號(hào)輸出10 口與SD卡連接；所述的FPGA處理器配置有
存儲(chǔ)器SDRAM，微處理器DSP與FPGA處理器通過(guò)10 口連接，進(jìn)行通信。 車輛超速檢測(cè)模塊的10 口與微處理器DSP的10 口連接，將超速信號(hào)傳送給微處
理器DSP，車輛超速檢測(cè)模塊的串口與微處理器DSP的串口連接，用來(lái)傳送車速和車道信息
的數(shù)據(jù)。 網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊包括網(wǎng)絡(luò)變壓器和RJ45網(wǎng)絡(luò)接口， RJ45網(wǎng)絡(luò)接口與網(wǎng)絡(luò)變壓器輸 出端連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器的輸入端與微處理器DSP通過(guò)10 口連接，微處理器DSP通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變 壓器和RJ45網(wǎng)絡(luò)接口將數(shù)據(jù)傳送到internet 。
電源模塊與其他模塊連接，為其他模塊供電。 本發(fā)明采用近紅外光源作為抓拍的光源，從而解決了現(xiàn)有系統(tǒng)中閃光燈閃強(qiáng)光的 技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明使用近紅外光源作為主光源，克服現(xiàn)有高速公路抓拍設(shè)備閃光燈帶來(lái)的 安全隱患。本發(fā)明采用光電技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，使得高速公路能夠自動(dòng)、實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)超 速抓拍，本發(fā)明具有無(wú)強(qiáng)閃光、無(wú)安全隱患和完全自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、布局合理。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中的光學(xué)部分結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1中FPGA處理器的工作流程圖；
圖4為圖1中微處理器DSP的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，近紅外補(bǔ)光超速抓拍系統(tǒng)包括光學(xué)部分和電子控制部分。 如圖2所示，光學(xué)部分包括光源器4、光源驅(qū)動(dòng)器5、發(fā)射光聚光鏡3、發(fā)射光整形裝
置2、接收光聚光鏡6。 光源驅(qū)動(dòng)器5與光源器4連接，對(duì)光源器4的二極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，發(fā)出近紅外光源； 發(fā)射光聚光鏡3和發(fā)射光整形裝置2依次設(shè)置在發(fā)射光光路上，其中發(fā)射光聚光鏡3靠近 光源器4設(shè)置；接收光聚光鏡6設(shè)置在接收光光路上。 如圖1所示，電子控制部分包括DSP中央處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、車輛超速檢 測(cè)模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和電源模塊。 電子控制部分包括DSP中央處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、車輛超速檢測(cè)模塊、網(wǎng)絡(luò) 傳輸模塊和電源模塊。 DSP中央處理器模塊包括微處理器DSP以及外圍的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM、程序存儲(chǔ)器FLASH和SD卡，其中微處理器DSP采用TI公司的TMS320DM642視頻處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 SDRAM采用HY57V561芯片、程序存儲(chǔ)器FLASH采用AM29LV800芯片，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM、程 序存儲(chǔ)器FLASH和SD卡通過(guò)微處理器DSP的存儲(chǔ)器接口 EMIF與微處理器DSP連接。微處 理器DSP與光學(xué)部分的光源驅(qū)動(dòng)器通過(guò)10 口連接，驅(qū)動(dòng)光源驅(qū)動(dòng)器工作。
數(shù)據(jù)采集模塊包括CCD光電傳感器、視頻放大器、視頻A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA處理器。 CCD光電傳感器采用SONY公司的行間轉(zhuǎn)移芯片，CCD光電傳感器的靶面位于前端光學(xué)部分 的接收光聚光鏡6的焦點(diǎn)上，并朝向接收光聚光鏡6 ;CCD光電傳感器的模擬電信號(hào)輸出端 與視頻放大器的輸入端連接，視頻放大器的輸出端與視頻A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)輸入端連接，視 頻A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)輸出端與FPGA處理器的一組信號(hào)輸入10 口連接，F(xiàn)PGA處理器的一組信 號(hào)輸出10 口與CCD光電傳感器的行列驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入口連接，視頻放大器采用SONY公司的 CXD2006Q放大器、視頻A/D轉(zhuǎn)換器采用TI公司的TVP5150型視頻解碼器、FPGA處理器采用 Altera公司的cyclone II系列芯片；FPGA處理器配置有存儲(chǔ)器SDRAM，存儲(chǔ)器SDRAM采用 HY57V561芯片；FPGA處理器的另一組信號(hào)輸出10 口與SD卡連接；微處理器DSP與FPGA處 理器通過(guò)10 口連接，進(jìn)行通信。 車輛超速檢測(cè)模塊采用現(xiàn)有的車檢器，如雷達(dá)測(cè)速裝置、激光測(cè)速裝置、地磁線圈 等。車輛超速檢測(cè)模塊的10 口與微處理器DSP的10 口連接，將超速信號(hào)傳送給微處理器 DSP，車輛超速檢測(cè)模塊的串口與微處理器DSP的串口連接，用來(lái)傳送車速和車道信息的數(shù) 據(jù)。 網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊包括網(wǎng)絡(luò)變壓器和RJ45網(wǎng)絡(luò)接口 ， RJ45網(wǎng)絡(luò)接口與網(wǎng)絡(luò)變壓器輸 出端連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器的輸入端與微處理器DSP通過(guò)10 口連接，微處理器DSP通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變 壓器和RJ45網(wǎng)絡(luò)接口將數(shù)據(jù)傳送到internet 。
電源模塊與其他模塊連接，為其他模塊供電。 該近紅外補(bǔ)光超速抓拍系統(tǒng)的具體操作過(guò)程為當(dāng)車輛超速檢測(cè)模塊檢測(cè)到有車 輛超速時(shí)，通過(guò)10 口給微處理器DSP發(fā)送超速信號(hào)，微處理器DSP通過(guò)光源驅(qū)動(dòng)器5驅(qū)動(dòng) 光源器發(fā)出近紅外光源，為抓拍提供光源。同時(shí)接收光聚光鏡6將被拍車輛1反射回來(lái)的 近紅外光源匯聚，CCD光電傳感器的靶面收集反射回來(lái)的近紅外光源，送入到CCD光電傳感 器。由FPGA處理器產(chǎn)生CCD光電傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的作用下，CCD光電傳感 器將這些光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，視頻放大器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大，然后將放大后的模擬 信號(hào)送入視頻A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號(hào)，F(xiàn)PGA處理器對(duì)視頻A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字 視頻信號(hào)進(jìn)行采集，為FPGA處理器配置一片存儲(chǔ)器SDRAM，用于存儲(chǔ)暫時(shí)的圖像數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA 處理器對(duì)圖像進(jìn)行初步的處理后，將其送入SD卡中，微處理器DSP通過(guò)存儲(chǔ)器接口 EMIF從 SD卡中共享圖像，首先實(shí)現(xiàn)車牌識(shí)別，然后對(duì)圖像進(jìn)行壓縮，將前面從車輛超速檢測(cè)模塊接 收到的車速值、車道信息和拍照時(shí)的時(shí)間信息一起疊加在圖片上，然后將處理好的車輛圖 片通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變壓器和RJ45網(wǎng)絡(luò)接口連接網(wǎng)線傳送出去，后臺(tái)信息平臺(tái)按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議接收 到該信息。 其中光學(xué)部分的工作過(guò)程為光源驅(qū)動(dòng)器5對(duì)光源器4的光源二極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，發(fā) 出近紅外光。發(fā)射光聚光鏡3和發(fā)射光路上的發(fā)射光整形裝置2將光源調(diào)整為面光源，為 抓拍設(shè)備提供足夠的能量，光源采用的是近紅外光源，該光源為不可見(jiàn)光源，從而有效的克 服了閃光燈閃光的問(wèn)題，解決了閃光燈對(duì)駕駛員的影響，將光源的能量限制在人眼安全的
5范圍之內(nèi)。 FPGA處理器的工作流程如附圖3所示，首先微處理器FPGA上電進(jìn)行程序加載及其配置，對(duì)內(nèi)部各個(gè)信號(hào)進(jìn)行初始化，產(chǎn)生CCD光電傳感器正常工作需要的行、列驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)等待DSP通過(guò)10 口傳送來(lái)的超速信號(hào)，如果沒(méi)有到，微處理器FPGA —直等待，當(dāng)接收到超速信號(hào)時(shí)，微處理器FPGA給出驅(qū)動(dòng)CCD開(kāi)始采集圖像的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)CCD光電傳感器開(kāi)始對(duì)前方的場(chǎng)景進(jìn)行采集，微處理器FPGA對(duì)AD轉(zhuǎn)換器的輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集，首先將采集到的信號(hào)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM中，然后對(duì)這些圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波和增強(qiáng)對(duì)比度，處理完畢后，送入SD卡中，同時(shí)通知微處理器DSP圖像已準(zhǔn)備好。
微處理器DSP的工作流程如附圖4所示上電后，首先進(jìn)行程序加載，并對(duì)各個(gè)變量及接口進(jìn)行初始化，然后等待車檢器傳送過(guò)來(lái)的超速信號(hào)，當(dāng)接收到有超速信號(hào)時(shí)，通知微處理器FPGA，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集模塊開(kāi)始工作，然后等待微處理器FPGA通知SD卡是否有圖像，當(dāng)有圖像時(shí)，微處理器DSP從SD卡中讀取圖像，并進(jìn)行車牌識(shí)別，識(shí)別完成后，進(jìn)行圖像壓縮，然后將車速值和車道信息用字符的方式疊加在最后的圖像上，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的方式將這些圖像從網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊送出。
權(quán)利要求
近紅外補(bǔ)光道路違章車輛抓拍系統(tǒng)，包括光學(xué)部分和電子控制部分，其特征在于所述的光學(xué)部分包括近紅外光源、光源驅(qū)動(dòng)器、發(fā)射光聚光鏡、發(fā)射光整形裝置、接收光聚光鏡；光源驅(qū)動(dòng)器與近紅外光源連接，對(duì)近紅外光源二極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，發(fā)出近紅外光源；發(fā)射光聚光鏡和發(fā)射光整形裝置依次設(shè)置在發(fā)射光光路上，其中發(fā)射光聚光鏡靠近近紅外光源設(shè)置；接收光聚光鏡設(shè)置在接收光光路上；所述的電子控制部分包括DSP中央處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、車輛超速檢測(cè)模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和電源模塊；DSP中央處理器模塊包括微處理器DSP以及外圍的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM、程序存儲(chǔ)器FLASH和SD卡，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器SDRAM、程序存儲(chǔ)器FLASH和SD卡通過(guò)微處理器DSP的存儲(chǔ)器接口EMIF與微處理器DSP連接；微處理器DSP與光學(xué)部分的激光驅(qū)動(dòng)器通過(guò)IO口連接，驅(qū)動(dòng)激光驅(qū)動(dòng)器工作；數(shù)據(jù)采集模塊包括CCD光電傳感器、視頻放大器、視頻A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA處理器，CCD光電傳感器的靶面位于前端光學(xué)部分的接收光聚光鏡的焦點(diǎn)上，并朝向接收光聚光鏡設(shè)置；CCD光電傳感器的模擬電信號(hào)輸出端與視頻放大器的輸入端連接，視頻放大器的輸出端與視頻A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)輸入端連接，視頻A/D轉(zhuǎn)換器信號(hào)輸出端與FPGA處理器的一組信號(hào)輸入IO口連接，F(xiàn)PGA處理器的一組信號(hào)輸出IO口與CCD光電傳感器的行列驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入口連接，F(xiàn)PGA處理器的另一組信號(hào)輸出IO口與SD卡連接；所述的FPGA處理器配置有存儲(chǔ)器SDRAM，微處理器DSP與FPGA處理器通過(guò)IO口連接，進(jìn)行通信；車輛超速檢測(cè)模塊的IO口與微處理器DSP的IO口連接，將超速信號(hào)傳送給微處理器DSP，車輛超速檢測(cè)模塊的串口與微處理器DSP的串口連接，用來(lái)傳送車速和車道信息的數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊包括網(wǎng)絡(luò)變壓器和RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，RJ45網(wǎng)絡(luò)接口與網(wǎng)絡(luò)變壓器輸出端連接，網(wǎng)絡(luò)變壓器的輸入端與微處理器DSP通過(guò)IO口連接，微處理器DSP通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變壓器和RJ45網(wǎng)絡(luò)接口將數(shù)據(jù)傳送到internet；電源模塊與其他模塊連接，為其他模塊供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種近紅外補(bǔ)光道路違章車輛抓拍系統(tǒng)。現(xiàn)有的抓拍儀器必須使用閃光燈，影響駕駛。本發(fā)明包括光學(xué)部分和電子控制部分。光學(xué)部分包括近紅外光源、光源驅(qū)動(dòng)器、發(fā)射光聚光鏡、發(fā)射光整形裝置和接收光聚光鏡；電子控制部分包括DSP中央處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、車輛超速檢測(cè)模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和電源模塊。數(shù)據(jù)采集模塊包括CCD光電傳感器、視頻放大器、視頻A/D轉(zhuǎn)換器和FPGA處理器，CCD光電傳感器的靶面位于前端光學(xué)部分的接收光聚光鏡的焦點(diǎn)上。本發(fā)明采用近紅外光源作為抓拍的光源，從而解決了現(xiàn)有系統(tǒng)中閃光燈閃強(qiáng)光的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明具有無(wú)強(qiáng)閃光、無(wú)安全隱患和完全自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理。
文檔編號(hào)G08G1/048GK101770692SQ20101004007
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者馮桂蘭, 張善華, 張海艇, 田維堅(jiān), 陳慧芳, 黃昌清 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院