专利名称：一种交通违章自动监控装置和管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种交通违章自动监控装置和管理系统，具体地说，涉及一种在禁止机动车辆通行的一定路段内或某一路段的固定时间区间内(比如闯红灯)对违章车辆进行自动监控的装置和管理系统。
现有技术中对闯红灯以及在禁止机动车辆通行的地方驾驶进行监控采用的方法多为自动照相装置，其通常采用一般的照相技术和胶卷，或者利用简单的摄像技术，在红灯开启的时间内持续不断地对道路进行拍摄监视，因现有摄像拍照器材和胶带长度等的限制，利用此种方法必须频繁地更换胶卷和录像带，这不仅烦琐而且也造成了浪费。另外使用相机进行拍摄不能得到违章车辆的相对动态过程，因而也不能得到精确地判断，如果有时违章车辆较快时还会无法准确地拍摄到违章的车号；最后，无论是冲洗后的胶片还是拍摄完的录像带，由于需要人眼对画面中的车辆牌照进行分析辨别，则录像带和照片的清晰度和人的判断能力肯定影响对车辆牌号的辨认的精确度。
当然，随着技术的发展，也已经有一些利用计算机图像处理技术来自动记录违章闯红灯的车辆的装置，但技术的针对性和局限性使其对在禁止机动车辆通行的地方的驾驶行为没有行之有效的监控办法，而且由于没有形成一个系统的管理，则事后的辨认和对车辆资料的查询使执法人员对违章行为作出的反应也就相应滞后。
本发明的目的是提供一种能避免现有技术中产生的上述问题和限制的装置和系统，它不仅可以对某一交通路段在固定时间段内进行监控，还可以对某一禁止车辆通行的交通区域进行全天候的监控，而且该监控设备或系统的识别和记录功能只在违章行为发生时才会被激活，这种监控记录也才随之发生，因此无须花费大量非必要的记录介质(如胶片、数据储存空间等)，同时其成本也就相应降低。
本发明的目的还在于，用字母和汉数字识别技术对所获取违章车辆的图像进行识别直接得到违章车辆的牌照号来代替人眼对车辆牌照的判断，以提高辨认的准确率。
本发明的另一个目的是提供一个管理系统来对一个交通区域内的多个路段进行有效监控，或者是对一个市区内的多个交通区域进行有效监控，并能对监控结果作出快速反应。
本发明所述的监控装置包括一个主控制器，一个图像摄入单元，一个存储单元。主控制器是装置的控制中枢，当违章车辆进入图像摄入单元工作范围的时候，该运动图像使处于睡眠状态的具有运动探测功能的主控制器激活，主控制器开始对画面进行处理，获取运动车辆的图像，对汽车图像进行车牌定位、字符切分，然后利用字母汉数字识别技术对车牌进行识别，自动识别出车牌的数字、字母及汉字字符，并以计算机可直接运行的数据形式给出识别结果，获取该车辆的车牌号码，放入存储单元，同时可根据主控制器的参数设定拍取一定数量的画面甚至是短暂录像传送到存储单元进行存储，以备将来的核对，这样以来，就实现了对违章行为的准确记录，管理人员也可以直接获得违章车辆的车牌号码而无须再通过人工辨别的方式去获得，附
图1为该装置的结构图。
当用于对禁止车辆通行地区的违章情况进行监控的时候，以上结构完全可以进行有效的管理，其图像摄入单元和主控制器一直处于工作状态，来对路面进行监控。然而当该装置用于对闯红灯的车辆进行自动记录的时候，则本装置可通过红绿灯控制电路来对图像摄入单元的开关状态或者主控制器的状态进行控制，如附图2和附图3所示，将红绿灯的控制电路与本装置的电路相连接，当绿灯或黄灯亮起的时候，红绿灯的控制电路控制图像摄入单元或主控制器关闭，反之当红灯亮起的时候，接通图像摄入单元或主控制器进入工作状态，对路面进行监控。
基于本装置的工作原理，本发明还提出了一个违章监控管理系统的实现方案，如附图4所示，本系统将上述装置的主控制器改为一个区域处理器，该区域处理器同时连接多个图像摄入单元，并可同时处理该些摄入单元传来的图像或信号，而该些图像摄入单元分别监控一个交通区域内的多个监控点；该区域处理器同时又连接一个区域存储器，用于存储区域处理器通过该系统各个监控点图像摄入单元所获取违章车辆的车牌号和违章时的图像；该系统还包含一个数据库，该数据库内是本市或者本地区车辆的具体资料，当区域处理器获取违章车辆的车牌号后，在数据库内对该牌号进行检索，抓取该车辆的详细资料，以利于管理人员对其违章行为进行相应的处罚和纠正。在阅读了上面的说明后，本技术领域内的熟练人员对此很容易理解并能想到可将本系统进行二级或者多级化管理，这样不仅能扩大管理监控容量，还可以使系统的功能有所提高和增加，在随后的实施例中本发明将对其进行较详细的说明。
对比现有技术，本发明所述方案的优点在于不仅可以对某一交通路段在固定时间段内进行监控，还可以对某一禁止车辆通行的交通区域进行全天候不间断的监控；而且该监控设备或系统的识别和记录功能只在违章行为发生时才会被激活，这种监控记录才随之发生，因此无须花费大量非必要的记录介质(如胶片、数据储存空间等)，同时其成本也就相应降低；本发明所述方案利用字母和汉数字识别技术对所获取违章车辆的图像进行识别直接得到违章车辆的牌照号来代替人眼对车辆牌照的判断，提高了辨认的精度和准确率；本发明提供的监控管理系统可对一个交通区域内的多个路段进行有效监控，或者是对一个市区内的多个交通区域进行有效监控；此外，车辆资料数据库的引入使该监控管理系统能对监控点所获取的车牌号进行资料检索，自动获取违章车辆的详细资料，方便了管理人员对监控结果作出快速反应。
附图2为红绿灯的控制电路与本装置的主控制器相连接的示意图。
附图3为红绿灯的控制电路与本装置的图像摄入单元相连接的示意图。
附图4为违章监控管理系统的实现方案。
附图5为本发明所述监控装置设置在十字路口对闯红灯车辆进行记录的工作示意图。
附图6为一个二级监控管理系统实现方案的实施例原理图。
如图2是本发明对闯红灯进行监控和记录的一个实施例，将红绿灯的控制电路4与本装置的图像摄入单元2相连接，当绿灯或黄灯亮起的时候，红绿灯的控制电路4控制图像摄入单元2关闭，反之当红灯亮起的时候，接通图像摄入单元2进入工作状态，对路面进行监控，当违章车辆进入图像摄入单元2工作范围的时候，该运动图像使处于睡眠状态的具有运动探测功能的主控制器1激活，主控制器1开始对画面进行处理，对车辆进行定位，然后利用字母汉数字识别技术对车牌进行识别，获取该车辆的车牌号码，放入存储单元3，同时图像摄入单元2可根据主控制器的参数设定拍取一定数量的画面甚至短暂录像传送到存储单元3进行存储。
如图3，是本发明对闯红灯进行监控和记录的一个实施例，将红绿灯的控制电路4与本装置的主控制器1相连接，当绿灯或黄灯亮起的时候，红绿灯的控制电路4控制主控制器关闭，反之当红灯亮起的时候，接通主控制器1进入工作状态，对路面进行监控。
如图5，假设需要完成对一个东西南北正方向十字路口车辆的监控，那么在东西方向和南北方向的红绿灯上各设置一个本发明所述装置或系统的图像摄入单元C1和C2，当各自所在的红灯亮起的时候，装置收到相应的信号，开始工作，本设备可用来捕获马路的全宽图像，由于红绿灯的位置通常偏于路面的右侧，显然C1对从正对面即东面e驶来或者从南面s驶来向西拐弯的车辆的监控扇面比较宽，可以很容易地对其车前牌照进行识别和记录，虽然其对由西向东方向w车辆的监控扇面比较窄，但很明显，该车辆在通过路口的时候，C1还是可以对其车尾牌照进行识别和记录的，并不影响监控的效果。同样的道理也适用于C2。而且本发明所利用的图像处理以及字母和汉数字识别技术可以允许同一画面上同时出现多台车辆，其并不影响本发明的监控结果，相反，这也是本发明的优点之一。
当然，也可以在四个路口分别设置本发明的图像摄入单元以进行更精确的识别，或者将其设置在路面的中央部位以扩大其监控扇面。即使是被分成很多车道的较宽路面的时候，通过调整摄像头与路面的夹角或增加摄像头的数量或提高其分辨率等手段，本发明依然能很好的完成其监控和自动识别记录任务。
在理论上，可以使用对准不同方向的多台图像摄入单元，他们各自来捕捉各自所检测方向和位置上的图像，但是，也不排除仅仅利用单个图像摄入单元，通过旋转单元本身或调整一个反射镜系统以使该单元对准不同的方向。
如图4，本发明提出的一个违章监控管理系统的实施例，一个区域处理器10同时连接多个图像摄入单元2，并可同时处理该些摄入单元传来的图像或信号，而该些图像摄入单元2分布于一个交通区域内的多个监控点对不同路面分别进行监控，这些监控点可以是一段时间内禁止车辆通行的路段譬如防闯红灯的路口，也可以是一些永久性禁止车辆通行的路段，如果是一段时间内禁止车辆通行的路段如防闯红灯的路口，则必须将该图像摄入单元2与红绿灯控制电路相连或者用专门的红光传感器等来控制图像的定时拍摄，以防止产生错误判断；该区域处理器10还连接一个区域存储器30，用于存储区域处理器10通过该系统各个监控点图像摄入单元2所获取违章车辆的车牌号和违章时的图像；该系统还包含一个数据库20，该数据库内是本市或者本地区车辆的具体资料，当区域处理器10获取违章车辆的车牌号后，在数据库20内对该牌号进行检索，抓取该车辆的详细资料，以利于管理人员对其违章行为进行相应的处罚和纠正。
如图6，一个完整的二级化管理的违章监控管理系统实施例，本实施例在如上所述系统的基础上增加了一个中央处理器40，该中央处理器40连接并控制和管理多个二级区域处理器10，每个区域处理器10同时连接着多个图像摄入单元2和一个区域存储器30，监控着一个区域的交通情况，该中央处理器40对该些个区域同时进行控制和管理，从中央处理器40可以获取各个区域的监控情况，并可对各二级区域下达指令，系统可以共用一个更大容量的数据库20以增强对车辆资料的检索功能。该实施例实际上扩大了管理监控的区域面积和监控容量，显然，将系统再扩容至三级或者更多级管理也是可行的，其并不脱离本发明的技术范围。
此外，本发明所述图像摄入单元还可以增加一些由主控制器或者区域处理器进行控制的用于弥补光线不足而需要调整摄像头拍照动作参数值的视频信号补偿电路，以及增加不受环境温度变化影响补偿摄像温度参数变化的温度补偿电路等，从而保证整个设备能够处于正常工作状态，该些技术都可以与现有技术一致。
显而易见，本发明所述的交通违章监控装置和管理系统，不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被使用于其它任何适合本发明之领域，诸如城市车辆出入监管系统、单位出入口车辆管理系统、路桥卡口不停车收费系统、停车场安全泊车收费系统等等，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般的概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
权利要求
1.一种交通违章自动监控装置，用于在禁止机动车辆通行的一定路段内或某一路段的固定时间区间内对违章车辆进行自动监控，该装置包括一个主控制器，控制整个装置的正常运行；一个图像摄入单元，用于拍摄违章车辆图像并传送给主控制器；一个存储单元，存储获取的违章车辆的车牌号码以及违章行为一定数量的画面甚至是短暂录像。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，主控制器具有运动探测功能且能利用字母和汉数字识别技术对图像中的车牌号进行识别。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，本发明所述装置应受诸如红绿灯控制电路或专门的红光传感器等控制装置对其监控时间进行限制，在本装置用于对一段时间内禁止车辆通行的路段进行监控的时候。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该主控制器可以是一个镶嵌式的CPU或者一台PC或者一台服务器。
5.一种交通违章自动监控管理系统，用于对一个交通区域内的多个监控点进行监控，其特征在于，包括一个区域处理器，控制整个系统的的正常运行；多个图像摄入单元，分别监控一个交通区域内的多个监控点；一个区域存储器，用于存储从各个图像摄入单元所获取违章车辆的车牌号和违章时的画面甚至是短暂录像；一个数据库，包括一个地区内车辆的具体管理资料。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，该区域处理器具有运动探测功能且能利用字母和汉数字识别技术对图像中的车牌号进行识别。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，该区域处理器可以是一台PC或者一台服务器。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还可以增加一个或多个处理器对多个区域系统进行多级管理。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，该些图像摄入单元应受诸如红绿灯控制电路或专门的红光传感器等控制装置对其监控时间进行限制，在该些图像摄入单元用于对一段时间内禁止车辆通行的监控点进行监控的时候。
全文摘要
一种交通违章自动监控装置，包括一个主控制器，一个图像摄入单元，一个存储单元。当违章车辆进入图像摄入单元工作范围的时候，该运动图像使处于睡眠状态的主控制器激活，主控制器开始对画面进行处理，利用字母和汉数字识别技术对车牌进行识别，获取该车辆的车牌号码，放入存储单元，同时可拍取一定数量的画面甚至是短暂录像传送到存储单元进行存储。该装置不仅可以对某一交通路段在固定时间段内进行监控，还可以对某一禁止车辆通行的交通区域进行全天候不间断的监控；在提高了辨认的精度和准确率的同时其成本还得以降低；此外本发明还公布了一种基于以上装置的管理系统，该系统可对一个大交通区域内的多个小区域/路段进行有效监控。
文档编号G08G1/01GK1475976SQ0212573
公开日2004年2月18日 申请日期2002年8月15日 优先权日2002年8月15日
发明者张韵东, 邓中翰, 金兆玮 申请人:北京中星微电子有限公司