專利名稱：高清動態(tài)軌跡跟蹤電子警察系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬高清電子警察系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種將視頻圖像模式識別技術(shù)、 目標(biāo)跟蹤、行為分析與交通電子警察違法抓拍相結(jié)合的高清動態(tài)軌跡跟蹤電子警察系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市道路的擴容、規(guī)范化建設(shè)與智能化管理勢在必行； 利用先進(jìn)的電子設(shè)備及控制方式，對城市交通現(xiàn)狀、違法行為、社會治安的監(jiān)控管理，具有 重大社會效益和經(jīng)濟效益。電子警察系統(tǒng)是利用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)、新一代信息傳輸技術(shù)、集成控制技術(shù) 和智能管理技術(shù)等現(xiàn)代高科技手段開發(fā)的電子儀器系統(tǒng)，安裝于城市交通路口，24小時全 天候?qū)`法闖紅燈的機動車輛進(jìn)行拍照。為交警部門處理該類違法提供客觀準(zhǔn)確的依據(jù)， 節(jié)省警力，公安交通管理部門將抓拍的違法照片作為依據(jù)可以對違法者進(jìn)行處罰和教育， 可以大大提高機動車駕駛員的自覺性，增強安全意識，減少因闖紅燈違法行為而造成的事 故、堵塞和交通混亂，提高交通路口的車輛通行速度，保證道路暢通。因此，電子警察是建設(shè) 暢通工程的重要措施之一。目前電子警察系統(tǒng)的車輛檢測方式分為微波檢測，線圈檢測，視頻檢測；識別方法 有模板匹配，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，OCR識別等，對于正面和背面的車輛應(yīng)用較為成熟，但是對于轉(zhuǎn)彎車 輛無法識別。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種集成闖紅燈違法抓拍，左轉(zhuǎn) 違法抓拍，右轉(zhuǎn)違法抓拍，挑頭違法抓拍，變線違法抓拍，卡口功能于一身的高清動態(tài)軌跡 跟蹤電子警察系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實用新型是這樣實現(xiàn)的—種高清動態(tài)軌跡跟蹤電子警察系統(tǒng)，它包括信號燈控制器、綜合控制工業(yè)計算 機、交換機及高清攝像機；所述信號燈控制器及交換機的端口分別與綜合控制工業(yè)計算機 的端口相接；所述交換機的端口與高清攝像機的端口相接；所述信號燈控制器接收交通路口信號燈信號并將其轉(zhuǎn)換成計算機可識別的接收 數(shù)據(jù)；所述綜合控制工業(yè)計算機協(xié)調(diào)外圍設(shè)備，接收高清攝像機返回圖像，配合信號燈 控制器返回信號狀態(tài)，依據(jù)取證標(biāo)準(zhǔn)，記錄違法行為，拍照、錄像，識別違法行為，車牌號碼； 提供執(zhí)法依據(jù)；本地數(shù)據(jù)存儲，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)；所述交換機負(fù)責(zé)綜合控制工業(yè)計算機與高清攝像機的通訊。所述高清攝像機用以監(jiān)控車道，為視頻分析提供視頻源。作為一種優(yōu)選方案，本實用新型還設(shè)有閃光燈；所述閃光燈的端口與交換機的端 口相接。[0013]作為另一種優(yōu)選方案，本實用新型還設(shè)有中心服務(wù)器；所述中心服務(wù)器的端口接 綜合控制工業(yè)計算機的端口。本實用新型集成闖紅燈違法抓拍、左轉(zhuǎn)違法抓拍、右轉(zhuǎn)違法抓拍、挑頭違法抓拍、 變線違法抓拍、卡口功能于一身，系真正的多動能綜合違法抓拍系統(tǒng)。本實用新型針對視頻中的車輛，包括直行，逆行，轉(zhuǎn)彎進(jìn)行全程的檢測跟蹤識別， 提出應(yīng)用幀間差分與背景重建相結(jié)合，分離目標(biāo)，提取特征進(jìn)行細(xì)分，優(yōu)化跟蹤對目標(biāo)確 認(rèn)，收到良好的實際效果，其可有效解決多目標(biāo)，全方位的目標(biāo)確認(rèn)跟蹤。1、高清圖形采集，符合公安部GA/T832-2009《道路交通安全違法行為圖像取證技 術(shù)規(guī)范》，能夠在一張照片上體現(xiàn)當(dāng)前時間、地點、信號燈狀態(tài)、違法車輛以及清晰可見的車 牌號碼。采用200萬高清工業(yè)攝像機或500萬高清工業(yè)攝像機，實現(xiàn)圖像采集，錄像等功能。2、視頻檢測，通過模式識別技術(shù)，精準(zhǔn)檢測出車輛目標(biāo)，有效的過濾掉行人，摩托 車、人力車等路面干擾。用于闖紅燈、卡口等違法行為檢測。實現(xiàn)方式采用特征提取技術(shù)， 根據(jù)不同畫面的初步提取前景目標(biāo)，然后計算特征抽象數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行運算，與歷史訓(xùn)練結(jié) 果的模板庫進(jìn)行比對，以達(dá)到車輛的確認(rèn)。特征提取上主要采用了角點檢測的手段，改進(jìn)了 Harris角點檢測算法，動態(tài)計算 閥值，取得了良好的實際效果，目標(biāo)認(rèn)定采用Hausdorff距離判定方法實現(xiàn)。3、目標(biāo)跟蹤，對檢測到的車輛目標(biāo)采用領(lǐng)先的跟蹤算法對每個目標(biāo)活動路線全程 記錄，用于待轉(zhuǎn)區(qū)違法，挑頭違法，變線違法，左轉(zhuǎn)違法等。采用Kalman濾波，建立物體運動 模型，同時不斷修正模型走向。4、行為分析，對上一步的跟蹤路線結(jié)合現(xiàn)場設(shè)置信息，分析是否存在違法行為，例 如紅燈狀態(tài)下車輛先左轉(zhuǎn)，然后右轉(zhuǎn)直行的方式闖紅燈。采用人工智能的方式對散列點進(jìn) 行分析，確認(rèn)目標(biāo)運動方向與目的。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實用新型的保 護(hù)范圍不僅局限于下列內(nèi)容的表述。

圖1為本實用新型的原理框圖。
具體實施方式
參見圖1所示，高清動態(tài)軌跡跟蹤電子警察系統(tǒng)，它包括信號燈控制器、綜合控制 工業(yè)計算機、交換機及高清攝像機；所述信號燈控制器及交換機的端口分別與綜合控制工 業(yè)計算機的端口相接；所述交換機的端口與高清攝像機的端口相接；所述信號燈控制器接收交通路口信號燈信號并將其轉(zhuǎn)換成計算機可識別的接收 數(shù)據(jù)；所述綜合控制工業(yè)計算機協(xié)調(diào)外圍設(shè)備，接收高清攝像機返回圖像，配合信號燈 控制器返回信號狀態(tài)，依據(jù)取證標(biāo)準(zhǔn)，記錄違法行為，拍照、錄像，識別違法行為，車牌號碼； 提供執(zhí)法依據(jù)；本地數(shù)據(jù)存儲，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)；所述交換機負(fù)責(zé)綜合控制工業(yè)計算機與高清攝像機的通訊。所述高清攝像機用以監(jiān)控車道，為視頻分析提供視頻源。[0028]本實用新型還可設(shè)有閃光燈；所述閃光燈的端口與交換機的端口相接。另外，本實用新型還可設(shè)有中心服務(wù)器；所述中心服務(wù)器的端口接綜合控制工業(yè) 計算機的端口。本實用新型所述綜合控制工業(yè)計算機可采用IPC 6806 B工控機。本實用新型所述交換機可采用TL-SL1109交換機。本系統(tǒng)包括視頻采集，視頻檢測，視頻識別，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，實時錄像，違法錄像， 等功能；設(shè)備構(gòu)成工控機、IP高清攝像機、LED補光燈、信號燈控制器網(wǎng)絡(luò)交換機等幾個部 分組成。前端控制系統(tǒng)安裝在各個路段，圖像采集單元采用工業(yè)級的攝像機，車輛檢測單 元采用先進(jìn)車牌識別技術(shù)和動態(tài)捕獲技術(shù)，控制單元選用工業(yè)級的工控機，配置模塊化的 圖像采集單元和信號輸入輸出單元，同時配合我公司自主研發(fā)的前端電子警察軟件系統(tǒng)， 組成一個計算機高速圖像處理系統(tǒng)。計算機高速圖像處理系統(tǒng)是本系統(tǒng)的核心部分。其主要任務(wù)是根據(jù)特定的邏輯判 斷監(jiān)測范圍內(nèi)的機動車是否有違法行為，并自動完成抓拍違法圖像的取證工作，同時生成 該違法記錄的相關(guān)信息(日期、時間、地點、違法行為等)，并將違法圖像記錄進(jìn)行號牌自動 識別、壓縮存儲在前端工控機內(nèi)，如果具備網(wǎng)絡(luò)條件可以將這些信息自動傳送到中心服務(wù) 器，或者用戶指定的具備網(wǎng)絡(luò)傳輸條件的地點，也可以在前端通過USB硬盤等方式進(jìn)行下 載。系統(tǒng)在斷電后，來電可以自動啟動恢復(fù)正常運行。1、信號燈控制器接收交通路口信號燈，轉(zhuǎn)換成計算機可識別的232接收數(shù)據(jù)，響應(yīng)時間短，穩(wěn)定可 靠；提供計算機時鐘校驗，同步計算機時鐘；監(jiān)控計算機系統(tǒng)運行狀態(tài)，出現(xiàn)系統(tǒng)假死，立 即啟動計算機。2、IPC 6806 B 工控機協(xié)調(diào)外圍設(shè)備，接收高清攝像機返回圖像，配合信號燈控制器返回信號狀態(tài)，利用 本文提到的算法進(jìn)行檢測識別跟蹤，根據(jù)公安部發(fā)布交通違法取證標(biāo)準(zhǔn)，記錄違法行為，拍 照、錄像，識別違法行為，車牌號碼；提供執(zhí)法依據(jù)；本地數(shù)據(jù)存儲，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)等。3、TP-LINK TL-SLl 109 交換機負(fù)責(zé)工控機與多臺IP高清攝像機通訊。4、AV5100高清攝像機同時監(jiān)控2 4車道，24小時拍攝，為視頻分析提供視頻源。5、LED 補光燈在光線不足情況下，提供檢測補光，環(huán)境光適合可以不采用。6、BY_150PJ 閃光燈在光線不足情況下，提供拍照時補光，保證圖像拍攝清晰。本實用新型具體實現(xiàn)步驟為本系統(tǒng)每個方向(四車道采用500萬像素高清攝像機，2-3車道采用200萬高清攝 像機)采用一臺高清攝像機，一個路口使用一臺工控機的方式架設(shè)。當(dāng)紅燈信號亮起時，開始通過攝像機采集圖像，時時分析；有違法的車輛出現(xiàn)在檢 測區(qū)內(nèi)，進(jìn)行抓拍錄像；記錄當(dāng)時的時間，地點，信號燈狀態(tài)等信息。[0050]綠燈信號保持卡口功能，記錄每輛通過的車輛。產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以本地存儲，也可以 通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?？梢岳斫獾厥牵陨详P(guān)于本實用新型的具體描述，僅用于說明本實用新型而并非 受限于本實用新型實施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以 對本實用新型進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本實 用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種高清動態(tài)軌跡跟蹤電子警察系統(tǒng)，其特征在于，包括信號燈控制器、綜合控制工業(yè)計算機、交換機及高清攝像機；所述信號燈控制器及交換機的端口分別與綜合控制工業(yè)計算機的端口相接；所述交換機的端口與高清攝像機的端口相接；所述信號燈控制器接收交通路口信號燈信號并將其轉(zhuǎn)換成計算機可識別的接收數(shù)據(jù)；所述綜合控制工業(yè)計算機協(xié)調(diào)外圍設(shè)備，接收高清攝像機返回圖像，配合信號燈控制器返回信號狀態(tài)，依據(jù)取證標(biāo)準(zhǔn)，記錄違法行為，拍照、錄像，識別違法行為，車牌號碼；提供執(zhí)法依據(jù)；本地數(shù)據(jù)存儲，網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)；所述交換機負(fù)責(zé)綜合控制工業(yè)計算機與高清攝像機的通訊；所述高清攝像機用以監(jiān)控車道，為視頻分析提供視頻源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清動態(tài)軌跡跟蹤電子警察系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)有閃光 燈；所述閃光燈的端口與交換機的端口相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高清動態(tài)軌跡跟蹤電子警察系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)有中心 服務(wù)器；所述中心服務(wù)器的端口接綜合控制工業(yè)計算機的端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高清動態(tài)軌跡跟蹤電子警察系統(tǒng)，其特征在于所述綜合控 制工業(yè)計算機采用IPC 6806 B工控機。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高清動態(tài)軌跡跟蹤電子警察系統(tǒng)，其特征在于所述交換機 采用TL-SLl 109交換機。
專利摘要本實用新型屬高清電子警察系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種高清動態(tài)軌跡跟蹤電子警察系統(tǒng)，它包括信號燈控制器、綜合控制工業(yè)計算機、交換機及高清攝像機；所述信號燈控制器及交換機的端口分別與綜合控制工業(yè)計算機的端口相接；所述交換機的端口與高清攝像機的端口相接；所述信號燈控制器接收交通路口信號燈信號并將其轉(zhuǎn)換成計算機可識別的接收數(shù)據(jù)；所述綜合控制工業(yè)計算機協(xié)調(diào)外圍設(shè)備，接收高清攝像機返回圖像，記錄違法行為，拍照、錄像，識別違法行為，車牌號碼；提供執(zhí)法依據(jù)；所述高清攝像機用以監(jiān)控車道，為視頻分析提供視頻源。本實用新型集成闖紅燈違法抓拍、左轉(zhuǎn)違法抓拍、右轉(zhuǎn)違法抓拍、挑頭違法抓拍、變線違法抓拍、卡口功能于一身。
文檔編號G08G1/01GK201689549SQ201020222460
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者李寧, 王恩剛, 降英東, 高仁軍 申請人:曹全