交通违法移动监控信息采集分析方法及其系统与流程

本发明属于交通违法信息采集分析技术领域，具体涉及交通违法移动监控信息采集分析方法及其系统。

背景技术：

近年来，随着我国经济的快速发展，城乡居民收入水平不断提高，车辆数量快速增加，交通违法行为也逐年增多，严重威胁着人民的生命和财产安全。根据已有的证据显示，车辆驾驶员违法行为中，过失违法和故意违法并存，后者中的驾驶员主要抱着贪小便宜和侥幸的心态，以及轻视交通违法的特权心态。目前交通管理部门虽然不断加强交通违法行为的监管，但是毕竟不可能在所有地方将所有违法行为都记录在案，给这些抱有侥幸心理的驾驶员有了可乘之机。因此，如何在交管部门的“监管盲区”、“监管死角”建立更好、更普遍的交通违法行为监管机制，是一个值得关注和深入研究的问题。

随着智能终端的普及，普通大众特别是驾驶员们可以随时随地利用随身携带的智能终端记录交管部门难以监管到的交通违法行为，立足于这一优势，本项目主要开发基于android的移动终端的交通违法移动监控信息采集分析系统。

技术实现要素：

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种交通违法移动监控信息采集分析方法及其系统，具有覆盖面广、时效性强的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：交通违法移动监控信息采集分析方法，包括以下步骤：

一、客户端、服务器端和交通违章管理平台的网络建立

客户端包括基于android的手机客户端和与其绑定的行车记录仪；手机客户端具备用户注册、实名认证、计费管理、个人信息设置和数据上传功能；行车记录仪具备违章视频采集、地点数据采集、时间数据采集、数据上传、手机客户端链接功能。

服务器端包括数据服务器、用户服务器、存储服务器和备份服务器；数据服务器用于系统管理、数据分析与处理，并和用户服务器进行数据交换；用户服务器用于用户账号信息管理；存储服务器用于违章数据存储，并和数据服务器进行数据交换；备份服务器用于违章数据存储备份，并和存储服务器进行数据交换。

服务器端与交通违章管理平台进行通信。

二、交通违法监控信息采集

通过安装在行车记录仪中的交通违法监控信息采集模块将交通违法信息记录，实现对违法行为的一键式拍摄，拍摄的视频和同步传送的附加信息由违法视频管理模块进行处理。

三、交通违法信息的识别分析

服务器端接收行车记录仪传送的视频后，通过违法信息管理模块处理后存入数据库，供数据审核员审核。

违法视频管理模块接收交通违法监控信息采集模块发送的视频，对其进行统一的命名并存储在相应的位置，视频处理子模块将视频的存储地址逐一发送给车牌识别系统进行车牌的自动识别，同时接收识别结果，并将结果发送给违法信息管理模块。

车牌识别模块输入为20秒视频数据，输出为识别出的车牌字符串，将识别出的字符串进行汇总，通过判断每一位出现频次最多的字符作为最终的车牌字符串，识别出的车牌号回发给违法视频管理模块。

用于交通违法移动监控信息采集分析方法的系统，包括有客户端、服务器端和交通违章管理平台。

所述的客户端包括行车记录仪和与其绑定的手机客户端；行车记录仪可拍摄并存储20秒以上的视频，视频每一帧的分辨率为高清1080p，视频文件大小压缩后不超过20m；具备高速无线上网功能，可将所拍摄视频实时传送到服务器端。

所述的客户端包括用户注册与数据管理模块和交通违法监控信息采集模块。

所述的服务器端包括分别与用户服务器、存储服务器相连的数据服务器，与存储服务器相连的备份服务器；用户服务器负责用户的注册认证和个人信息管理功能；数据服务器负责接收、存储、分析、处理所有违法视频和根据视频分析出的各类数据。

所述的服务器端包括服务器用户管理模块、违法信息管理模块、违法视频管理模块和车牌识别模块。

所述的用户注册与数据管理模块在手机客户端上运行，主要实现两类功能：1）新用户注册和老用户个人数据管理功能，此时主要的交互对象是服务器用户管理模块；2）鉴别交通违法监控信息采集模块拍摄并传送的视频的违法类型以及历史数据查看功能，此时主要与违法信息管理模块进行交互。

所述的交通违法监控信息采集模块的采集功能由行车记录仪完成，主要实现违法行为的一键式拍摄功能，同时还具有视频实时自动传送功能和附加信息同步传送功能，本模块传送给服务器的数据由违法视频管理模块进行处理。

所述的服务器用户管理模块由系统管理员唯一使用，主要用于用户信息的处理，包括用户注册、用户账号和信息管理、用户奖励的交付；本模块接收来自于用户注册与数据管理模块的信息，处理后的信息可提供给用户注册与数据管理模块、违法信息管理模块。

所述的违法信息管理模块用于违法信息的管理，包括信息的录入、查询、修改及删除；本模块首先接收来自客户端发来的违法信息，将其格式化处理后存入数据库，将其提供给数据审核员进行处理；数据审核员需要对所有已存入数据库的违法信息进行审核，可对违法信息进行查询、对错误的违法信息进行修改，同时对无效的违法举报信息进行删除；数据审核员还需要对车牌识别模块识别出的车牌进行审核、发现错误时进行必要的修改，对无法自动识别的车牌进行人工识别。

所述的违法视频管理模块对视频进行管理，包括视频存储和视频处理两个子模块；视频存储子模块接收交通违法监控信息采集模块发送的视频，对其进行统一的命名并存储在相应的位置；视频处理子模块将视频的存储地址逐一发送给车牌识别系统进行车牌的自动识别，同时接收识别结果，并将结果发送给违法信息管理模块。

所述的车牌识别模块输入为20秒视频数据，输出为识别出的车牌字符串；先从中抽取若干图像帧；再利用车牌检测算法在这些图像中找到车牌所在的区域，利用字符识别算法从车牌图像中识别处车牌字符串；将识别出来的字符串进行汇总，通过判断每一位出现频次最多的字符作为最终的车牌字符串；本模块的视频数据来自于违法视频管理模块，识别出的车牌号返还给违法视频管理模块。

所述的服务器用户管理模块分别与用户注册与数据管理模块、违法信息管理模块、用户数据库、违法信息数据库进行数据交换；违法信息管理模块分别与用户注册与数据管理模块、服务器用户管理模块、违法信息数据库、交通违法监控信息采集模块、违法视频管理模块进行数据交换；违法视频管理模块分别与交通违法监控信息采集模块、违法信息管理模块、违法视频数据库、车牌识别模块进行数据交换；车牌识别模块分别与违法视频管理模块、违法视频数据库进行数据交换。

所述的数据服务器用于系统管理、数据分析与处理；所述的用户服务器、数据服务器、存储服务器和备份服务器的存储空间最低在40tb，具有高速的数据访问速度。

本发明的有益效果是：

主要通过基于android的移动终端对突发的交通违法行为进行实时的视频信息采集，采集到的信息传送给系统服务器，经服务器端分析并提取关键信息后提交给交管部门。本系统作为交管部门进行交通执法的一种辅助手段，可以有效实现覆盖面更广、时效性更强的交通违法行为的普遍监管，为未来实现长效性交通违法行为监管奠定良好的基础。

附图说明

图1为本发明交通违法视频采集与处理的基本流程示意图。

图2为本发明各模块之间的逻辑结构示意图。

图3为本发明视频处理的基本流程框图。

图4为本发明违章信息管理模块的基本功能框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1、2，交通违法移动监控信息采集分析方法，包括以下步骤：

一、客户端、服务器端和交通违章管理平台的网络建立

客户端包括基于android的手机客户端和与其绑定的行车记录仪；手机客户端具备用户注册、实名认证、计费管理、个人信息设置和数据上传功能；行车记录仪具备违章视频采集、地点数据采集、时间数据采集、数据上传、手机客户端链接功能。

服务器端包括数据服务器、用户服务器、存储服务器和备份服务器；数据服务器用于系统管理、数据分析与处理，并和用户服务器进行数据交换；用户服务器用于用户账号信息管理；存储服务器用于违章数据存储，并和数据服务器进行数据交换；备份服务器用于违章数据存储备份，并和存储服务器进行数据交换。

服务器端与交通违章管理平台进行通信。

二、交通违法监控信息采集

通过安装在行车记录仪中的交通违法监控信息采集模块将交通违法信息记录，实现对违法行为的一键式拍摄，拍摄的视频和同步传送的附加信息由违法视频管理模块进行处理。

三、交通违法信息的识别分析

服务器端接收行车记录仪传送的交通违法视频后，通过违法信息管理模块处理后存入数据库，供数据审核员审核。

违法视频管理模块接收交通违法监控信息采集模块发送的视频，对其进行统一的命名并存储在相应的位置，视频处理子模块将视频的存储地址逐一发送给车牌识别系统进行车牌的自动识别，同时接收识别结果，并将结果发送给违法信息管理模块。

车牌识别模块输入为20秒视频数据，输出为识别出的车牌字符串（具体的字符串），将识别出的字符串进行汇总，通过判断每一位出现频次最多的字符作为最终的车牌字符串，识别出的车牌号回发给违法视频管理模块。

交通违法移动监控信息采集分析系统，包括有客户端1、服务器端2和交通违章管理平台3；本系统主要基于android进行开发，包括客户端和服务器两部分；本系统的功能是实现交通违法的移动监控，监控信息经移动客户端采集后由服务器进行分析和处理。

所述的客户端包括行车记录仪4和与其绑定的手机客户端5；行车记录仪可拍摄并存储20秒以上的视频，视频每一帧的分辨率为高清1080p，视频文件大小压缩后不超过20m；具备高速无线上网功能，可将所拍摄视频实时传送到服务器端。

所述的客户端包括用户注册与数据管理模块和交通违法监控信息采集模块。

所述的用户注册与数据管理模块在手机客户端上运行，主要实现两类功能：1）新用户注册和老用户个人数据管理功能，此时主要的交互对象是服务器用户管理模块；2）鉴别交通违法监控信息采集模块拍摄并传送的视频的违法类型以及历史数据查看功能，此时主要与违法信息管理模块进行交互；

所述的交通违法监控信息采集模块的采集功能由行车记录仪完成，主要实现违法行为的一键式拍摄功能，同时还具有视频实时自动传送功能和附加信息同步传送功能，本模块传送给服务器的数据由违法视频管理模块进行处理。

所述的服务器端2包括分别与用户服务器7、存储服务器8相连的数据服务器6，与存储服务器相连的备份服务器9；用户服务器负责用户的注册认证和个人信息管理功能；数据服务器负责接收、存储、分析、处理所有违法视频和根据视频分析出的各类数据；本系统的服务器部分由用户服务器和数据服务器组成；其中用户服务器主要负责用户的注册认证和个人信息管理功能；数据服务器主要负责接收、存储、分析、处理所有违法视频和根据视频分析出的各类数据；对服务器硬件的要求包括：大容量的存储空间（存储服务器以及相应的容灾备份服务器最低配置预计需要40tb的空间）、以及高速的数据访问速度。

所述的服务器端包括服务器用户管理模块、违法信息管理模块、违法视频管理模块和车牌识别模块。

所述的服务器用户管理模块由系统管理员唯一使用，主要用于用户信息的处理，包括用户注册、用户账号和信息管理、用户奖励的交付；本模块接收来自于用户注册与数据管理模块的信息，处理后的信息可提供给用户注册与数据管理模块、违法信息管理模块。

所述的违法信息管理模块用于违法信息的管理，包括信息的录入、查询、修改及删除；本模块首先接收来自客户端发来的违法信息，将其格式化处理后存入数据库，将其提供给数据审核员进行处理；数据审核员需要对所有已存入数据库的违法信息进行审核，可对违法信息进行查询、对错误的违法信息进行修改，同时对无效的违法举报信息进行删除；数据审核员还需要对车牌识别模块识别出的车牌进行审核、发现错误时进行必要的修改，对无法自动识别的车牌进行人工识别。

所述的违法视频管理模块对视频进行管理，包括视频存储和视频处理两个子模块；视频存储子模块接收交通违法监控信息采集模块发送的视频，对其进行统一的命名并存储在相应的位置；视频处理子模块将视频的存储地址逐一发送给车牌识别系统进行车牌的自动识别，同时接收识别结果，并将结果发送给违法信息管理模块。

所述的车牌识别模块输入为20秒视频数据，输出为识别出的车牌字符串；先从中抽取若干图像帧；再利用车牌检测算法在这些图像中找到车牌所在的区域，利用字符识别算法从车牌图像中识别处车牌字符串；将识别出来的字符串进行汇总，通过判断每一位出现频次最多的字符作为最终的车牌字符串；本模块的视频数据来自于违法视频管理模块，识别出的车牌号返还给违法视频管理模块。

所述的服务器用户管理模块分别与用户注册与数据管理模块、违法信息管理模块、用户数据库、违法信息数据库进行数据交换；违法信息管理模块分别与用户注册与数据管理模块、服务器用户管理模块、违法信息数据库、交通违法监控信息采集模块、违法视频管理模块进行数据交换；违法视频管理模块分别与交通违法监控信息采集模块、违法信息管理模块、违法视频数据库、车牌识别模块进行数据交换；车牌识别模块分别与违法视频管理模块、违法视频数据库进行数据交换。

所述的数据服务器用于系统管理、数据分析与处理；用户服务器

所述的用户服务器、数据服务器、存储服务器和备份服务器的存储空间最低在40tb，具有高速的数据访问速度。

本发明的数据库系统包括三个子系统：用户数据库、违法信息数据库和违法视频数据库。

用户数据库主要用来存储用户信息，包括车辆信息（车牌号或者行驶证号）、个人信息如身份证号、手机号、银行卡号（或者支付宝、微信号等实名认证过且具备支付功能的信息）等。用户数据库主要供服务器用户管理模块访问。

违法信息数据库主要存储交通违法的记录，每一条记录包括违法类型、违法时间、违法地点、违法车牌号、违法视频地址、提交违法信息的用户等内容。vidb主要供服务器用户管理模块和违法信息管理模块访问。

违法视频数据库主要存储用户行车记录仪拍摄并传送到服务器的视频，每一段视频长度为20s，大小不超过20m，视频类型可以为通用的avi、mp4、rmvb、wmv、mkv等格式。vvdb主要供违法视频管理模块和车牌识别模块访问。

实施例1

一种利用交通违法移动监控信息采集分析系统进行交通违法信息采集和处理的实现方法，以车牌号为陕123467的车辆压线的交通违法为例，该处理的基本流程包括交通违法视频数据的采集、传输、车牌识别，违章信息的传输与处理等过程，以上过程对应的交通违法视频采集与处理基本流程如图1所示。其具体实现步骤如下：

首先，系统客户端用户通过android的手机客户端和行车记录仪来采集交通违法者的相应数据，视频采集可以采用行车记录仪一键采集快捷键实现，也可以通过手机客户端的视频采集功能菜单实现；具体包括：拍摄并存储20秒以上的视频，视频每一帧的分辨率为高清1080p，视频文件大小压缩后不超过20m。

其次，将采集好的车牌号为陕123467的车辆压线的交通违法视频数据发送至数据服务器端，其中数据服务器主要负责接收、存储、分析、处理所有违法视频和根据视频分析出的各类数据；数据服务器端包括违法视频管理模块、违法信息管理模块。

违法视频管理模块主要对交通违法视频进行管理，包括视频存储和视频处理两个子模块；视频存储子模块接收交通违法监控信息采集模块发送的视频，对其进行统一的命名并存储在相应的位置。视频处理子模块对接收到的20秒交通违法视频数据进行处理，输出识别出的车牌字符串；具体过程是：首先从视频帧中抽取出三个图像帧作为车牌提取的对象图片，包括图片1、图片2和图片3（图片中包含车牌号陕123467的完整信息）；然后利用车牌检测svm算法在上述图像帧中找到车牌所在的区域，包括车牌图1、车牌图2和车牌图3（该区域为包含车牌号陕123467的车牌位置区域，区域大小根据车牌检测svm算法计算生成）；接着利用字符识别的ann算法从车牌图像中识别处车牌字符串，包括车牌字符串1、车牌字符串2和车牌字符串3的识别结果（对应该车牌陕123467，此处的车牌字符串1、车牌字符串2和车牌字符串3的识别内容如果均为陕123467，则定义识别出的车牌号码信息为陕123467；如果识别的车牌号码在个别位置出现的字符符号有差异，则取该位置识别出的字符出现次数最多的符号作为当前位置号码的字符，如：“陕”后位置1识别结果中出现二次“1”符号、出现一次“7”符号，则该位置识别出的号码符号记为“1”，以此类推）；最后将识别出来的字符串进行汇总，通过判断每一位出现频次最多的字符作为最终的车牌字符串陕123467。本模块的视频数据来自于违法视频采集终端，识别出的车牌号返还给违法视频管理模块，视频处理的基本流程如图3所示。

违法信息管理模块用于违法信息的管理；包括信息的录入、查询、修改及删除等，违法信息管理模块的基本功能如图4所示。

本模块首先接收来自客户端发来的违法信息，将其格式化处理后存入数据库，然后将其提供给数据审核员进行处理。数据审核员需要对所有已存入数据库的违法信息进行审核，判别车牌号为陕123467的车辆违章类型为车辆压线，同时还可以对车辆的交通违法信息进行查询、对错误的违法信息进行修改，同时对无效的违法举报信息进行删除。数据审核员还需要对车牌识别模块识别出的车牌进行审核、发现错误时进行必要的修改，对无法自动识别的车牌进行人工识别。

通过以上数据处理过程，实现了对车牌号为陕123467交通违法视频的采集、分析和处理过程。