专利名称：高清动态轨迹跟踪电子警察系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属高清电子警察系统领域，尤其涉及一种将视频图像模式识别技术、 目标跟踪、行为分析与交通电子警察违法抓拍相结合的高清动态轨迹跟踪电子警察系统。
背景技术：
随着社会经济的高速发展，城市道路的扩容、规范化建设与智能化管理势在必行； 利用先进的电子设备及控制方式，对城市交通现状、违法行为、社会治安的监控管理，具有 重大社会效益和经济效益。电子警察系统是利用先进的图像处理技术、新一代信息传输技术、集成控制技术 和智能管理技术等现代高科技手段开发的电子仪器系统，安装于城市交通路口，24小时全 天候对违法闯红灯的机动车辆进行拍照。为交警部门处理该类违法提供客观准确的依据， 节省警力，公安交通管理部门将抓拍的违法照片作为依据可以对违法者进行处罚和教育， 可以大大提高机动车驾驶员的自觉性，增强安全意识，减少因闯红灯违法行为而造成的事 故、堵塞和交通混乱，提高交通路口的车辆通行速度，保证道路畅通。因此，电子警察是建设 畅通工程的重要措施之一。目前电子警察系统的车辆检测方式分为微波检测，线圈检测，视频检测；识别方法 有模板匹配，神经网络，OCR识别等，对于正面和背面的车辆应用较为成熟，但是对于转弯车 辆无法识别。
实用新型内容本实用新型旨在克服现有技术的不足之处而提供一种集成闯红灯违法抓拍，左转 违法抓拍，右转违法抓拍，挑头违法抓拍，变线违法抓拍，卡口功能于一身的高清动态轨迹 跟踪电子警察系统。为达到上述目的，本实用新型是这样实现的—种高清动态轨迹跟踪电子警察系统，它包括信号灯控制器、综合控制工业计算 机、交换机及高清摄像机；所述信号灯控制器及交换机的端口分别与综合控制工业计算机 的端口相接；所述交换机的端口与高清摄像机的端口相接；所述信号灯控制器接收交通路口信号灯信号并将其转换成计算机可识别的接收 数据；所述综合控制工业计算机协调外围设备，接收高清摄像机返回图像，配合信号灯 控制器返回信号状态，依据取证标准，记录违法行为，拍照、录像，识别违法行为，车牌号码； 提供执法依据；本地数据存储，网络转发；所述交换机负责综合控制工业计算机与高清摄像机的通讯。所述高清摄像机用以监控车道，为视频分析提供视频源。作为一种优选方案，本实用新型还设有闪光灯；所述闪光灯的端口与交换机的端 口相接。[0013]作为另一种优选方案，本实用新型还设有中心服务器；所述中心服务器的端口接 综合控制工业计算机的端口。本实用新型集成闯红灯违法抓拍、左转违法抓拍、右转违法抓拍、挑头违法抓拍、 变线违法抓拍、卡口功能于一身，系真正的多动能综合违法抓拍系统。本实用新型针对视频中的车辆，包括直行，逆行，转弯进行全程的检测跟踪识别， 提出应用帧间差分与背景重建相结合，分离目标，提取特征进行细分，优化跟踪对目标确 认，收到良好的实际效果，其可有效解决多目标，全方位的目标确认跟踪。1、高清图形采集，符合公安部GA/T832-2009《道路交通安全违法行为图像取证技 术规范》，能够在一张照片上体现当前时间、地点、信号灯状态、违法车辆以及清晰可见的车 牌号码。采用200万高清工业摄像机或500万高清工业摄像机，实现图像采集，录像等功能。2、视频检测，通过模式识别技术，精准检测出车辆目标，有效的过滤掉行人，摩托 车、人力车等路面干扰。用于闯红灯、卡口等违法行为检测。实现方式采用特征提取技术， 根据不同画面的初步提取前景目标，然后计算特征抽象数学模型，进行运算，与历史训练结 果的模板库进行比对，以达到车辆的确认。特征提取上主要采用了角点检测的手段，改进了 Harris角点检测算法，动态计算 阀值，取得了良好的实际效果，目标认定采用Hausdorff距离判定方法实现。3、目标跟踪，对检测到的车辆目标采用领先的跟踪算法对每个目标活动路线全程 记录，用于待转区违法，挑头违法，变线违法，左转违法等。采用Kalman滤波，建立物体运动 模型，同时不断修正模型走向。4、行为分析，对上一步的跟踪路线结合现场设置信息，分析是否存在违法行为，例 如红灯状态下车辆先左转，然后右转直行的方式闯红灯。采用人工智能的方式对散列点进 行分析，确认目标运动方向与目的。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。本实用新型的保 护范围不仅局限于下列内容的表述。
图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
参见图1所示，高清动态轨迹跟踪电子警察系统，它包括信号灯控制器、综合控制 工业计算机、交换机及高清摄像机；所述信号灯控制器及交换机的端口分别与综合控制工 业计算机的端口相接；所述交换机的端口与高清摄像机的端口相接；所述信号灯控制器接收交通路口信号灯信号并将其转换成计算机可识别的接收 数据；所述综合控制工业计算机协调外围设备，接收高清摄像机返回图像，配合信号灯 控制器返回信号状态，依据取证标准，记录违法行为，拍照、录像，识别违法行为，车牌号码； 提供执法依据；本地数据存储，网络转发；所述交换机负责综合控制工业计算机与高清摄像机的通讯。所述高清摄像机用以监控车道，为视频分析提供视频源。[0028]本实用新型还可设有闪光灯；所述闪光灯的端口与交换机的端口相接。另外，本实用新型还可设有中心服务器；所述中心服务器的端口接综合控制工业 计算机的端口。本实用新型所述综合控制工业计算机可采用IPC 6806 B工控机。本实用新型所述交换机可采用TL-SL1109交换机。本系统包括视频采集，视频检测，视频识别，数据网络传输，实时录像，违法录像， 等功能；设备构成工控机、IP高清摄像机、LED补光灯、信号灯控制器网络交换机等几个部 分组成。前端控制系统安装在各个路段，图像采集单元采用工业级的摄像机，车辆检测单 元采用先进车牌识别技术和动态捕获技术，控制单元选用工业级的工控机，配置模块化的 图像采集单元和信号输入输出单元，同时配合我公司自主研发的前端电子警察软件系统， 组成一个计算机高速图像处理系统。计算机高速图像处理系统是本系统的核心部分。其主要任务是根据特定的逻辑判 断监测范围内的机动车是否有违法行为，并自动完成抓拍违法图像的取证工作，同时生成 该违法记录的相关信息(日期、时间、地点、违法行为等)，并将违法图像记录进行号牌自动 识别、压缩存储在前端工控机内，如果具备网络条件可以将这些信息自动传送到中心服务 器，或者用户指定的具备网络传输条件的地点，也可以在前端通过USB硬盘等方式进行下 载。系统在断电后，来电可以自动启动恢复正常运行。1、信号灯控制器接收交通路口信号灯，转换成计算机可识别的232接收数据，响应时间短，稳定可 靠；提供计算机时钟校验，同步计算机时钟；监控计算机系统运行状态，出现系统假死，立 即启动计算机。2、IPC 6806 B 工控机协调外围设备，接收高清摄像机返回图像，配合信号灯控制器返回信号状态，利用 本文提到的算法进行检测识别跟踪，根据公安部发布交通违法取证标准，记录违法行为，拍 照、录像，识别违法行为，车牌号码；提供执法依据；本地数据存储，网络转发等。3、TP-LINK TL-SLl 109 交换机负责工控机与多台IP高清摄像机通讯。4、AV5100高清摄像机同时监控2 4车道，24小时拍摄，为视频分析提供视频源。5、LED 补光灯在光线不足情况下，提供检测补光，环境光适合可以不采用。6、BY_150PJ 闪光灯在光线不足情况下，提供拍照时补光，保证图像拍摄清晰。本实用新型具体实现步骤为本系统每个方向(四车道采用500万像素高清摄像机，2-3车道采用200万高清摄 像机)采用一台高清摄像机，一个路口使用一台工控机的方式架设。当红灯信号亮起时，开始通过摄像机采集图像，时时分析；有违法的车辆出现在检 测区内，进行抓拍录像；记录当时的时间，地点，信号灯状态等信息。[0050]绿灯信号保持卡口功能，记录每辆通过的车辆。产生的数据可以本地存储，也可以 通过网络传输。可以理解地是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非 受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以 对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实 用新型的保护范围之内。
权利要求一种高清动态轨迹跟踪电子警察系统，其特征在于，包括信号灯控制器、综合控制工业计算机、交换机及高清摄像机；所述信号灯控制器及交换机的端口分别与综合控制工业计算机的端口相接；所述交换机的端口与高清摄像机的端口相接；所述信号灯控制器接收交通路口信号灯信号并将其转换成计算机可识别的接收数据；所述综合控制工业计算机协调外围设备，接收高清摄像机返回图像，配合信号灯控制器返回信号状态，依据取证标准，记录违法行为，拍照、录像，识别违法行为，车牌号码；提供执法依据；本地数据存储，网络转发；所述交换机负责综合控制工业计算机与高清摄像机的通讯；所述高清摄像机用以监控车道，为视频分析提供视频源。
2.根据权利要求1所述的高清动态轨迹跟踪电子警察系统，其特征在于还设有闪光 灯；所述闪光灯的端口与交换机的端口相接。
3.根据权利要求2所述的高清动态轨迹跟踪电子警察系统，其特征在于还设有中心 服务器；所述中心服务器的端口接综合控制工业计算机的端口。
4.根据权利要求3所述的高清动态轨迹跟踪电子警察系统，其特征在于所述综合控 制工业计算机采用IPC 6806 B工控机。
5.根据权利要求4所述的高清动态轨迹跟踪电子警察系统，其特征在于所述交换机 采用TL-SLl 109交换机。
专利摘要本实用新型属高清电子警察系统领域，尤其涉及一种高清动态轨迹跟踪电子警察系统，它包括信号灯控制器、综合控制工业计算机、交换机及高清摄像机；所述信号灯控制器及交换机的端口分别与综合控制工业计算机的端口相接；所述交换机的端口与高清摄像机的端口相接；所述信号灯控制器接收交通路口信号灯信号并将其转换成计算机可识别的接收数据；所述综合控制工业计算机协调外围设备，接收高清摄像机返回图像，记录违法行为，拍照、录像，识别违法行为，车牌号码；提供执法依据；所述高清摄像机用以监控车道，为视频分析提供视频源。本实用新型集成闯红灯违法抓拍、左转违法抓拍、右转违法抓拍、挑头违法抓拍、变线违法抓拍、卡口功能于一身。
文档编号G08G1/01GK201689549SQ201020222460
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者李宁, 王恩刚, 降英东, 高仁军 申请人:曹全