本发明涉及视频监控领域，尤其涉及道路交通车辆违章监控领域，具体是指一种道路车辆违章监测系统及其方法。
背景技术：
视频监控的应用越来越广泛，随着车辆数量的增长，城市道路的扩建，越来越多的道路需要监管，仅凭有限的人力已经无法满足监管的需求；而大量高速公路等城际道路的发展，更是加剧了对自动监控的需求。从应用成本、适用范围、检测准确性和响应速率等方面考虑，交通视频监控与其他方式相比，都拥有一定的优越性。安装在路口的监控装置能履行部分警察职能，不仅能对城市道路违规的车辆进行抓拍识别，抓拍图片可清晰显示车辆的特征信息，包括信号灯状态和道路情况的全景信息；还能对车辆拥堵、车流量、平均车速等情况进行监控，交通视频监控己经成为道路交通管理发展的必然要求与趋势。
现有的道路交通监控装置在进行违章抓拍时存在车辆信息不全面，车头信息和车尾信息无法及时匹配等问题。另外，传统的单目视觉测速方法需要对摄像机的焦距、安装高度和角度等参数进行精确标定和测量，不但方法复杂、精度很难满足要求；而且很容易受到道路通行状况的影响，当道路拥堵或是车辆速度过快时都会影响测量准确度。针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种通过图像采集与分析，从车头和车尾两个方向得到全面的违章车辆相关信息，同时通过双目摄像头进行测速，可精确得出车辆通行时的平均速度，根据道路情况自动识别出车辆的违章情况，并将违章信息发送至远程监控端，大大提高了智能化水平的道路车辆违章监测系统及其方法。
为了实现上述目的，本发明的道路车辆违章监测系统及其方法如下：
该道路车辆违章监测系统，其主要特点是，所述的系统包括：车头抓拍摄像功能模块，用于捕捉车头方向的画面；
车尾抓拍摄像功能模块，用于捕捉车尾方向的画面；
通讯模块，用于数据信息的传输；
服务器模块，用于处理所述的车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块捕捉的交通信息，并具备存储功能；
监控立杆，用于固定所述的车头抓拍摄像功能模块以及车尾抓拍摄像功能模块；
所述的车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块分别通过所述的通讯模块与所述的服务器模块相连接。
较佳地，所述的车头抓拍摄像功能模块包括：
近景摄像单元，用于拍摄第一系统预设区域的画面，并具备人脸侦测功能；
远景摄像单元，用于拍摄第二系统预设区域画面，所述的第二系统预设区域与所述的监控立杆之间的距离大于所述的第一系统预设区域与所述的监控立杆之间的距离；
所述的近景摄像单元与所述的远景摄像单元分别通过所述的通讯模块与所述的服务器模块连接。
更佳地，所述的车头抓拍摄像功能模块还包括：
第一旋转装置，用于调整所述的近景摄像单元的拍摄方向；
第二旋转装置，用于调整所述的远景摄像单元的拍摄方向；
所述的第一旋转装置与所述的近景摄像单元相连接，所述的第二旋转装置与所述的远景摄像单元相连接。
较佳地，所述的系统中还包括第一雨刷、第一散热模块和第一防雷模块，所述的车头抓拍摄像功能模块分别与所述的第一雨刷、第一散热模块和第一防雷模块相连接。
较佳地，所述的系统中还包括第一补光部件，所述的车头抓拍摄像功能模块与该第一补光部件相连接。
较佳地，所述的系统中还包括第二雨刷、第二散热模块和第二防雷模块，所述的车尾抓拍摄像功能模块分别与所述的第二雨刷、第二散热模块及第二防雷模块相连接。
较佳地，所述的系统中还包括云台，该云台用于调节所述的车尾抓拍摄像功能模块的监控方向，扩大所述的车尾抓拍摄像功能模块的监控范围，所述的车尾抓拍摄像功能模块与该云台相连接。
较佳地，所述的系统中还包括第二补光部件，所述的车尾抓拍摄像功能模块与该第二补光部件相连接。
较佳地，所述的通讯模块为网络通信模块，所述的网络通信模块包括交换机、网线，所述的交换机通过所述的网线分别与所述的服务器模块、车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块相连接。
较佳地，所述的通讯模块为光纤通讯模块，所述的光纤通讯模块包括光纤收发器、光缆，所述的光纤收发器通过所述的光缆分别与所述的服务器模块、车头抓拍摄像功能模块以及车尾抓拍摄像功能模块相连接。
较佳地，所述的通讯模块为无线通信模块，所述的无线通信模块包括无线发送单元、无线接收单元、无线信号处理单元，所述的无线信号处理单元通过所述的无线发送单元、无线接收单元分别与所述的服务器模块以及车头抓拍摄像功能模块、车尾抓拍摄像功能模块相连接。
较佳地，所述的服务器模块包括：
中央控制单元，用于处理所述的车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块捕捉到的交通信息；
存储单元，用于存储所述的车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块捕捉到的交通信息；
所述的中央控制单元直接与存储单元连接，且该中央控制单元通过通讯模块分别与所述的车头抓拍摄像功能模块、车尾抓拍摄像功能模块相连接。
较佳地，所述的服务器模块还包括：
数据上传接口，用于与外部远程监控端进行数据传输，将交通数据传输至所述的外部远程监控端；
数据下载接口，用于进行本地数据下载，将所述的交通数据下载至存储介质；
所述的数据上传接口与所述的外部远程监控端连接。
较佳地，所述的服务器模块还包括时钟同步单元，用于实现所述的车头抓拍摄像功能模块、车尾抓拍摄像功能模块的时间同步，所述的时钟同步单元分别与所述的车头抓拍摄像功能模块、车尾抓拍摄像功能模块相连接。
较佳地，所述的系统还包括临时存储模块，用于存储所述的通讯模块故障时无法传输到所述的服务器模块的数据，所述的临时存储模块分别与所述的车头抓拍摄像功能模块以及车尾抓拍摄像功能模块相连接。
较佳地，所述的服务器模块还具备红绿灯信号接口，所述的红绿灯信号接口与外部红绿灯进行连接。
较佳地，所述的服务器模块包括显示屏接口，该显示屏接口与外部的路边显示屏相连接。
基于上述装置实现道路车辆违章监测功能的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的车头抓拍摄像功能模块与所述的车尾抓拍摄像功能模块分别拍摄两个方向的道路交通画面；
(2)将拍摄到的所述的两个方向的道路交通画面通过所述的通讯模块传输到所述的服务器模块；
(3)所述的服务器模块判断是否有车辆进入监控范围；
(4)如果有车辆进入所述的监控范围则继续后续步骤(5)，否则返回上述步骤(1)；
(5)所述的服务器模块以所述的车头抓拍摄像功能模块捕捉画面为依据，对车头车牌进行识别；
(6)所述的服务器模块以所述的车尾抓拍摄像功能模块捕捉画面为依据，对车尾车牌进行识别；
(7)判断所述的车辆是否有违章行为；
(8)若所述的车辆有违章行为，则继续后续步骤(9)，否则直接继续后续步骤(10)；
(9)将所述的车辆及其违章行为显示到所述的外部的路边显示屏，并继续后续步骤(10)；
(10)对比所述的车头车牌与车尾车牌，判断所述的车头抓拍摄像功能模块与车尾抓拍摄像功能模块拍摄到的是否为同一车辆；
(11)若所述的车头抓拍摄像功能模块与车尾抓拍摄像功能模块拍摄到的为同一车辆，则将该车辆的信息进行合并，并继续步骤(12)，否则返回步骤(10)；
(12)将所述的交通数据，即所述的两个方向的道路交通画面、道路交通情况及违章车辆的违章信息存储到所述的存储单元并上传到所述的外部远程监控端。
较佳地，所述的步骤(7)包括以下步骤：
(71)根据车辆的行为进行以下各项判断处理：
(a)判断所述的车辆是否存在超速行为；
(b)判断所述的车辆是否有闯红灯行为；
(c)判断所述的车辆是否有违章变道行为；
(d)判断所述的车辆是否有逆向行驶行为；
(e)判断所述的车辆是否有不按导向形式的行为；
(f)判断所述的车辆是否有违反禁令标志的行为；
(72)若上述(a)～(f)的各项判断处理中的一项或多项结果表明存在相对应违章行为，则认定所述的车辆有违章行为，并继续后续步骤(8)，否则认定所述的车辆没有违章行为，并继续后续步骤(8)。
更佳地，所述的步骤(a)包括以下步骤：
(a1)所述的服务器模块判断所述的车辆是否进入所述的第二系统预设区域；
(a2)若所述的车辆进入所述的第二系统预设区域，则所述的远景摄像单元对所述的车辆进入所述的第二系统预设区域第一时间的画面进行抓拍，将该画面定义为第一画面，记录捕捉画面的时间，将该时间定义为开始时间，并继续后续步骤(a3)，否则返回上述步骤(a1)；
(a3)所述的服务器模块判断是否有车辆进入所述的第一系统预设区域；
(a4)若有车辆进入所述的第一系统预设区域，则继续后续步骤(a5)，否则，返回上述步骤(a3)；
(a5)通过车牌比对判断进入所述的第一系统预设区域的车辆与进入所述的第二系统预设区域的车辆是否为同一车辆；
(a6)如果确定为同一辆车则继续后续步骤(a7)，否则返回上述步骤(a3)；
(a7)所述的近景摄像单元对所述的车辆进入所述的第一系统预设区域第一时间的画面进行抓拍，将该画面定义为第二画面，记录捕捉画面的时间，将该时间定义为结束时间，并继续后续步骤(a8)；
(a8)计算所述的第一画面和第二画面之间的距离，以及开始时间与结束时间之间的时间差；
(a9)以所述的第一画面和第二画面之间的距离以及所述的时间差为依据，算出所述的车辆的平均速度；
(a10)以所述的平均速度为依据判断所述的车辆是否超速；
(a11)若所述的平均速度大于限定速度，则确定所述的车辆有超速行为，否则所述的车辆无超速行为。
更佳地，所述的步骤(b)包括以下步骤：
(b1)所述的红绿灯信号接口接收所述的外部红绿灯的信号；
(b2)判断当前所述的外部红绿灯的信号是否为红灯；
(b3)若所述的外部红绿灯的信号为红灯，则继续步骤(b4)，否则确定所述的车辆无所述的闯红灯行为；
(b4)以所述的车尾抓拍摄像功能模块捕捉车尾方向的画面为依据，判断所述的车辆是否超过停车线，且所述的车辆并非右转弯；
(b5)如果所述的车辆超过停车线，且所述的车辆并非右转弯，则确定所述的车辆有所述的闯红灯行为，否则确定所述的车辆无所述的闯红灯行为。
较佳地，所述的步骤(1)前还包括以下步骤：
(0.1)判断当前光线强度，若光线强度良好则直接继续后续步骤(0.2)，否则开启所述的第一补光部件与第二补光部件后继续后续步骤(0.2)；
(0.2)判断当前天气情况，若不为雨天则直接继续后续步骤(0.3)，否则开启所述的第一雨刷与所述的第二雨刷后继续后续步骤(0.3)；
(0.3)判断所述的车头抓拍摄像功能模块的温度是否超过系统预设的阈值温度，若所述的车头抓拍摄像功能模块的温度未超过所述的系统预设的阈值温度，则直接继续后续步骤(0.4)，否则开启所述的第一散热模块后继续后续步骤(0.4)；
(0.4)判断所述的车尾抓拍摄像功能模块的温度是否超过系统预设的阈值温度，若所述的车尾抓拍摄像功能模块的温度未超过所述的系统预设的阈值温度，则直接继续后续步骤(1)，否则开启所述的第二散热模块后继续后续步骤(1)。
采用了该道路车辆违章监测系统及其方法，可通过所述的车头抓拍摄像功能模块、车尾抓拍摄像功能模块，同时从两个方向全面拍摄到违章车辆信息，具体具有如下增益效果：
车头抓拍摄像功能模块具有双目摄像头，可分别对车辆进行人脸侦测及远景抓拍，并运用双目摄像头实现车辆车速的测试，并且可以避免单个摄像头拍摄时遇到的由于车间距过小，车牌被遮挡，无法拍摄的问题，同时还能了解路面的拥堵情况；
车尾抓拍摄像功能模块，从车尾方向抓拍车辆闯红灯、违章变道、不按导向行驶等违章行为的全场景图像；车尾方向可以清楚看出交通信号灯状态以及车辆行驶方向，在识别出车辆的违章行为后进行图片抓拍；
车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块均通过传输通信装置与服务器相连，通过服务器的统一校时可实现所有接入设备的时间同步，通过车牌识别比对可将车头抓拍摄像功能模块拍摄的前车牌和人脸图片，与车尾抓拍摄像功能模块拍摄的违章全景图和后车牌图片匹配到一起，构成全面的违章车辆信息；
具有补光模块，可对光线不足的拍摄条件下，进行拍摄补光；
服务器模块将车辆数据和违章信息进行本地存储，同时支持数据的下载和上传，实现数据的传输。
附图说明
图1为本发明的道路车辆违章监测系统及其方法的整体结构示意图。
图2为本发明的道路车辆违章监测系统及其方法的具体应用中的视频测速的流程图。
图3为本发明的道路车辆违章监测系统及其方法的具体应用中的监测流程图。
图4为本发明的道路车辆违章监测系统及其方法的系统结构的一种实施例的硬件模块连接关系示意图。
附图标记
1车头抓拍摄像功能模块
2车尾抓拍摄像功能模块
3通讯模块
4服务器模块
5近景摄像单元
6远景摄像单元
7第一雨刷
8第一散热模块
9第一防雷模块
10第一补光部件
11第二雨刷
12第二散热模块
13第二防雷模块
14云台
15第二补光部件
16红绿灯信号接口
17显示屏接口
18中央控制单元
19存储单元
20数据上传接口
21数据下载接口
22时钟同步单元
23远程监控端
24路边显示屏
25第一旋转装置
26第二旋转装置
27临时存储模块
28红绿灯
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
该发明的道路车辆违章监测系统及其方法的整体结构示意图如图1所示，本发明具备2个摄像模块。如图4所示，该道路车辆违章监测系统，其中，所述的系统包括：
车头抓拍摄像功能模块1，用于捕捉车头方向的画面；
车尾抓拍摄像功能模块2，用于捕捉车尾方向的画面；
通讯模块3，用于数据信息的传输；
服务器模块4，用于处理所述的车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块捕捉的交通信息，并具备存储功能；
监控立杆，用于固定所述的车头抓拍摄像功能模块以及车尾抓拍摄像功能模块；
所述的车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块分别通过所述的通讯模块与所述的服务器模块相连接。
在上述实施例中，所述的车头抓拍摄像功能模块包括：
近景摄像单元5，用于拍摄第一系统预设区域的画面，并具备人脸侦测功能；
远景摄像单元6，用于拍摄第二系统预设区域画面，所述的第二系统预设区域与所述的监控立杆之间的距离大于所述的第一系统预设区域与所述的监控立杆之间的距离；
所述的近景摄像单元与所述的远景摄像单元分别通过所述的通讯模块与所述的服务器模块连接。
在上述实施例中，所述的车头抓拍摄像功能模块还包括：
第一旋转装置25，用于调整所述的近景摄像单元的拍摄方向；
第二旋转装置26，用于调整所述的远景摄像单元的拍摄方向；
所述的第一旋转装置与所述的近景摄像单元相连接，所述的第二旋转装置与所述的远景摄像单元相连接。
在上述实施例中，所述的系统中还包括第一雨刷7、第一散热模块8和第一防雷模块9，所述的车头抓拍摄像功能模块分别与所述的第一雨刷、第一散热模块和第一防雷模块相连接。
在上述实施例中，所述的系统中还包括第一补光部件10，所述的车头抓拍摄像功能模块与该第一补光部件相连接。
在上述实施例中，所述的系统中还包括第二雨刷11、第二散热模块12和第二防雷模块13，所述的车尾抓拍摄像功能模块分别与所述的第二雨刷、第二散热模块及第二防雷模块相连接。
在上述实施例中，所述的系统中还包括云台14，该云台用于调节所述的车尾抓拍摄像功能模块的监控方向，扩大所述的车尾抓拍摄像功能模块的监控范围，所述的车尾抓拍摄像功能模块与该云台相连接。
在上述实施例中，所述的系统中还包括第二补光部件15，所述的车尾抓拍摄像功能模块与该第二补光部件相连接。
在上述实施例中，所述的通讯模块3为网络通信模块，所述的网络通信模块包括交换机、网线，所述的交换机通过所述的网线分别与所述的服务器模块、车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块相连接。
在上述实施例中，所述的通讯模块3为光纤通讯模块，所述的光纤通讯模块包括光纤收发器、光缆，所述的光纤收发器通过所述的光缆分别与所述的服务器模块、车头抓拍摄像功能模块以及车尾抓拍摄像功能模块相连接。
在上述实施例中，所述的通讯模块3为无线通信模块，所述的无线通信模块包括无线发送单元、无线接收单元、无线信号处理单元，所述的无线信号处理单元通过所述的无线发送单元、无线接收单元分别与所述的服务器模块以及车头抓拍摄像功能模块、车尾抓拍摄像功能模块相连接。
在上述实施例中，所述的服务器模块包括：
中央控制单元18，用于处理所述的车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块捕捉到的交通信息；
存储单元19，用于存储所述的车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块捕捉到的交通信息；
所述的中央控制单元直接与存储单元连接，且该中央控制单元通过通讯模块分别与所述的车头抓拍摄像功能模块、车尾抓拍摄像功能模块相连接。
在上述实施例中，所述的服务器模块还包括：
数据上传接口20，用于与外部远程监控端进行数据传输，将交通数据传输至所述的外部远程监控端；
数据下载接口21，用于进行本地数据下载，将所述的交通数据下载至存储介质；
所述的数据上传接口与所述的外部远程监控端23连接。
在上述实施例中，所述的服务器模块还包括时钟同步单元22，用于实现所述的车头抓拍摄像功能模块、车尾抓拍摄像功能模块的时间同步，所述的时钟同步单元分别与所述的车头抓拍摄像功能模块、车尾抓拍摄像功能模块相连接。
在上述实施例中，所述的系统还包括临时存储模块27，用于存储所述的通讯模块故障时无法传输到所述的服务器模块的数据，所述的临时存储模块分别与所述的车头抓拍摄像功能模块以及车尾抓拍摄像功能模块相连接。
在上述实施例中，所述的服务器模块还具备红绿灯信号接口16，所述的红绿灯信号接口与外部红绿灯28进行连接。
在上述实施例中，所述的服务器模块包括显示屏接口17，该显示屏接口与外部的路边显示屏24相连接。
基于上述系统的实现道路车辆违章监测功能的方法，其中，所述的方法包括以下步骤：
(0.1)判断当前光线强度，若光线强度良好则直接继续后续步骤(0.2)，否则开启所述的第一补光部件与第二补光部件后继续后续步骤(0.2)；
(0.2)判断当前天气情况，若不为雨天则直接继续后续步骤(0.3)，否则开启所述的第一雨刷与所述的第二雨刷后继续后续步骤(0.3)；
(0.3)判断所述的车头抓拍摄像功能模块的温度是否超过系统预设的阈值温度，若所述的车头抓拍摄像功能模块的温度未超过所述的系统预设的阈值温度，则直接继续后续步骤(0.4)，否则开启所述的第一散热模块后继续后续步骤(0.4)；
(0.4)判断所述的车尾抓拍摄像功能模块的温度是否超过系统预设的阈值温度，若所述的车尾抓拍摄像功能模块的温度未超过所述的系统预设的阈值温度，则直接继续后续步骤(1)，否则开启所述的第二散热模块后继续后续步骤(1)；
(1)所述的车头抓拍摄像功能模块与所述的车尾抓拍摄像功能模块分别拍摄两个方向的道路交通画面；
(2)将拍摄到的所述的两个方向的道路交通画面通过所述的通讯模块传输到所述的服务器模块；
(3)所述的服务器模块判断是否有车辆进入监控范围；
(4)如果有车辆进入所述的监控范围则继续后续步骤(5)，否则返回上述步骤(1)；
(5)所述的服务器模块以所述的车头抓拍摄像功能模块捕捉画面为依据，对车头车牌进行识别；
(6)所述的服务器模块以所述的车尾抓拍摄像功能模块捕捉画面为依据，对车尾车牌进行识别；
(7)判断所述的车辆是否有违章行为，其中，具体步骤如下：
(71)根据车辆的行为进行以下各项判断处理：
(a)判断所述的车辆是否存在超速行为，其中，具体步骤如下：
(a1)所述的服务器模块判断所述的车辆是否进入所述的第二系统预设区域；
(a2)若所述的车辆进入所述的第二系统预设区域，则所述的远景摄像单元对所述的车辆进入所述的第二系统预设区域第一时间的画面进行抓拍，将该画面定义为第一画面，记录捕捉画面的时间，将该时间定义为开始时间，并继续后续步骤(a3)，否则返回上述步骤(a1)；
(a3)所述的服务器模块判断是否有车辆进入所述的第一系统预设区域；
(a4)若有车辆进入所述的第一系统预设区域，则继续后续步骤(a5)，否则，返回上述步骤(a3)；
(a5)通过车牌比对判断进入所述的第一系统预设区域的车辆与进入所述的第二系统预设区域的车辆是否为同一车辆；
(a6)如果确定为同一辆车则继续后续步骤(a7)，否则返回上述步骤(a3)；
(a7)所述的近景摄像单元对所述的车辆进入所述的第一系统预设区域第一时间的画面进行抓拍，将该画面定义为第二画面，记录捕捉画面的时间，将该时间定义为结束时间，并继续后续步骤(a8)；
(a8)计算所述的第一画面和第二画面之间的距离，以及开始时间与结束时间之间的时间差；
(a9)以所述的第一画面和第二画面之间的距离以及所述的时间差为依据，算出所述的车辆的平均速度；
(a10)以所述的平均速度为依据判断所述的车辆是否超速；
(a11)若所述的平均速度大于限定速度，则确定所述的车辆有超速行为，否则所述的车辆无超速行为；
(b)判断所述的车辆是否有闯红灯行为，其中，具体步骤如下：
(b1)所述的红绿灯信号接口接收所述的外部红绿灯的信号；
(b2)判断当前所述的外部红绿灯的信号是否为红灯；
(b3)若所述的外部红绿灯的信号为红灯，则继续步骤(b4)，否则确定所述的车辆无所述的闯红灯行为；
(b4)以所述的车尾抓拍摄像功能模块捕捉车尾方向的画面为依据，判断所述的车辆是否超过停车线，且所述的车辆并非右转弯；
(b5)如果所述的车辆超过停车线，且所述的车辆并非右转弯，则确定所述的车辆有所述的闯红灯行为，否则确定所述的车辆无所述的闯红灯行为；
(c)判断所述的车辆是否有违章变道行为；
(d)判断所述的车辆是否有逆向行驶行为；
(e)判断所述的车辆是否有不按导向形式的行为；
(f)判断所述的车辆是否有违反禁令标志的行为；
(72)若上述(a)～(f)的各项判断处理中的一项或多项结果表明存在相对应违章行为，则认定所述的车辆有违章行为，并继续后续步骤(8)，否则认定所述的车辆没有违章行为，并继续后续步骤(8)；
(8)若所述的车辆有违章行为，则继续后续步骤(9)，否则直接继续后续步骤(10)；
(9)将所述的车辆及其违章行为显示到所述的外部的路边显示屏，并继续后续步骤(10)；
(10)对比所述的车头车牌与车尾车牌，判断所述的车头抓拍摄像功能模块与车尾抓拍摄像功能模块拍摄到的是否为同一车辆；
(11)若所述的车头抓拍摄像功能模块与车尾抓拍摄像功能模块拍摄到的为同一车辆，则将该车辆的信息进行合并，并继续步骤(12)，否则返回步骤(10)；
(12)将所述的交通数据，即所述的两个方向的道路交通画面、道路交通情况及违章车辆的违章信息存储到所述的存储单元并上传到所述的外部远程监控端。
本发明解决的技术问题在于提供一种道路车辆违章监测系统及其方法，这种监测系统可以清晰的拍到违章车辆的特征图像和全景图像，从车头和车尾两个方向进行监测以解决违章信息不全面的问题，以及车速检测不准确的问题。
采用的技术方案为：一种道路车辆违章监测系统，该系统包括图像采集单元、通信单元和服务器单元；所述图像采集单元包括车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块，车头和车尾抓拍摄像功能模块均通过通信装置与服务器连接。
进一步的，所述车头抓拍摄像功能模块安装在固定的监控立杆上，摄像机对着车头方向进行抓拍，所述车头抓拍摄像功能模块外接补光装置。
进一步的，所述车头抓拍摄像功能模块具有双目摄像头，两个摄像头焦距不同，一个用来拍摄近景，一个用来拍摄远景，摄像头的分辨率需达到能看清车牌的要求。
进一步的，所述的车头抓拍摄像功能模块还包括：第一旋转装置，用于调整所述的近景摄像单元的拍摄方向；第二旋转装置，用于调整所述的远景摄像单元的拍摄方向；所述的第一旋转装置与所述的近景摄像单元相连接，所述的第二旋转装置与所述的远景摄像单元相连接。
进一步的，所述车头抓拍摄像功能模块具有雨刷、加热散热模块以及防雷模块等。
进一步的，所述车尾抓拍摄像功能模块安装在固定的监控立杆上，摄像机对着车尾方向进行抓拍，所述车尾抓拍摄像功能模块外接补光装置。
进一步的，所述车尾抓拍摄像功能模块可拍摄全景图像，用于采集违章对象的交通行为信息，包括信号灯状态、停车线位置、违章车道、车牌号码、车牌颜色、车身颜色、车辆类型、违章时间、地点和行驶方向等信息。
进一步的，所述车尾抓拍摄像功能模块具有雨刷、加热散热模块以及防雷模块等。
进一步的，所述车尾抓拍摄像功能模块带有云台装置。
进一步的，所述通信单元可以选择网络通信、光纤通信、无线通信或专用数据线通信中的一种。若采用网络通信包括交换机、网线等设备；若采用光纤通信包括光纤收发器、光缆等设备；若采用无线通信包括有无线发送模块、接收模块、处理模块等。
进一步的，所述服务器单元通过通信装置与车头和车尾抓拍摄像功能模块相连，用于处理前端摄像机传输来的交通信息，且具有本地存储功能。
进一步的，所述服务器具有时钟同步功能，可对接入的车头和车尾抓拍摄像功能模块进行统一校时。
进一步的，所述服务器还具有数据上传和数据下载接口，可将交通信息数据上传至远程监控端，其中，服务器的上传接口与外部远程监控端进行数据传输，下载接口是用于服务器进行本地的数据下载。
进一步的，所述服务器可对接入的摄像机等前端设备进行配置。
进一步的，服务器模块具有显示屏接口(如vga/dvi/hdmi等)，可外接显示单元，路边的显示屏上会显示出行人不按规定、乱穿马路的照片，可将违章车辆的照片在显示屏上显示。
在实施例中，本发明的有益效果为：
本发明的车辆违章监测系统包括安装在道路的车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块，可以同时从两个方向全面拍摄到违章车辆信息。
车头抓拍摄像功能模块包括补光装置且具有双目摄像头，双目摄像头一个用于近景的车辆抓拍，具有人脸侦测功能，另一个摄像头用于远景的车辆抓拍。采用双目视觉测速方法对通行车辆进行测速，通过对摄像机配置，设置好两个摄像头抓拍捕获的检测线，便能准确得出车辆经过远景摄像头抓拍到近景摄像头抓拍行驶的实际距离；经车牌识别比对后得到车辆经过近景和远景两个摄像头的时间差，便能准确得出车辆在这一段监控距离内的平均速度，进而根据实际情况可以判断出车辆是否超速，同时还能了解路面的拥堵情况；另外，两个摄像头进行两次车辆抓拍还能避免当车间距过小时车牌被前面车辆遮挡的情况。
第一旋转装置与第二旋转装置可在安装时分别调整近景摄像单元的拍摄方向以及远景摄像单元的拍摄方向，确定好拍摄方向后就固定不动，直到下一次需要改变拍摄方向时，再进行调节。
车尾抓拍摄像功能模块包括补光装置，用于从车尾方向抓拍车辆闯红灯、违章变道、不按导向行驶等违章行为的全场景图像；车尾方向可以清楚看出交通信号灯状态以及车辆行驶方向，在识别出车辆的违章行为后进行图片抓拍。
车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块均通过传输通信装置与服务器相连，通过服务器的统一校时可实现所有接入设备的时间同步，通过车牌识别比对可将车头抓拍摄像功能模块拍摄的前车牌和人脸图片，与车尾抓拍摄像功能模块拍摄的违章全景图和后车牌图片匹配到一起，构成全面的违章车辆信息。
且采用本发明的双目摄像头，不需要专业的测速仪器，减小测速系统的费用；视频测速系统组成简单，越简单的系统相对而言稳定性越好；完成测速的同时可记录保留车辆的图像，提供超速的证据；可以得到很高的精度，满足实际测速的需求。
整套系统的优点是，兼顾了车头和车尾两个方向的车辆信息。
由于本发明的道路车辆违章监测系统直接与外部红绿灯连接，以避免通过视频分析红绿灯信号影响准确率，并提高了关于红绿灯检测的效率。
服务器将车辆数据和违章信息进行本地存储，同时支持数据的下载和上传。
临时存储模块，可在所述的通讯模块发生故障时，临时存储车头抓拍摄像功能模块及车尾抓拍摄像功能模块拍摄画面及相关信息，当所述的通讯模块恢复正常后将这些拍摄画面与相关信息上传至存储模块，并将临时存储模块中上传完毕的拍摄画面及相关信息进行删除。下面结合图1至图4进行详细说明：如图1所示，图1为本发明的道路车辆违章监测系统及其方法的整体结构示意图，道路车辆违章监测系统及其方法，包括车头和车尾抓拍摄像功能模块、传输通信装置和服务器，车头和车尾抓拍摄像功能模块用于采集违章对象的交通行为信息，交通行为信息至少包括：交通行为发生的时间、地点，违章车辆的车牌号码、车牌颜色、车身颜色、车辆类型等车辆特征信息。
在本发明实施例中，交通违章行为包括：车辆闯红灯、逆行、违章变道、不按导向行驶、机动车违反禁令标志行驶、超速、违章停车等道路上由车辆引起的影响干扰交通正常运作的行为。
在本发明实施例中，摄像机通过视频的方式对监控区域内的车辆进行检测；车头和车尾抓拍摄像功能模块均带有补光装置，用于环境光照度过低时进行补光使用，以保证抓拍图片上车辆特征信息清晰可见。
在本发明实施例中，车头抓拍摄像功能模块从车头方向对车辆进行抓拍，可获取通行车辆的特征信息，包括车牌信息、车身颜色、车辆类型、车辆品牌等；另外还能进行人脸侦测，获得前排乘客相关信息，同时得到驾驶员人脸图片；进一步还能对驾驶员是否系安全带以及是否打电话进行识别。车头抓拍摄像功能模块采用双目摄像头，一个用于抓拍近景，一个用于抓拍远景，两个摄像头的监控场景距离较近；如图2所示，图2为本发明的道路车辆违章监测系统及其方法的具体应用过程中的视频测速的流程图。系统等待车辆出现，检测到有车辆通行后首先对远景车辆进行图像采集，识别出车牌；然后对近景车辆进行图像采集，识别出车牌；通过车牌比对判断是否为同一辆车，若不是同一辆车，则重新进行近景图像车牌识别比对；若判断出是同一辆车，则比较远景和近景摄像头抓拍图片的时间，于是就得到了车辆经过远近两个摄像头的时间差值；只需要在摄像机进行相关配置时，准确得到远近两个摄像头划线抓拍之间的实际距离，便能得知车辆经过远近两个摄像头之间的平均速度；再根据实际情况判断出车辆是否超速，若没有超速就从头开始进行新一轮的视频测速；若确定超速，则给出告警提示并将车辆相关信息上传。
在本发明实施例中，车尾抓拍摄像功能模块根据检测到的车辆信息，判断所检测的目标对象是否发生了违章行为。比如闯红灯检测时，可通过视频检测的方式分析红绿灯信号，或者通过接入红绿灯信号采集器进行红绿灯信号的采集；其他违章抓拍可通过事先设定触发规则进行视频检测。对于确定发生交通违章行为的车辆进行自动抓拍取证，抓拍照片包含了交通违章行为发生的时间和地点，以及信号灯状态、停车线位置、违章车道等交通行为信息。
在本发明实施例中，车头和车尾抓拍摄像功能模块捕获的车辆信息可通过车牌匹配合并起来，由此便得到了违章车辆的全面信息，包括车头方向的人脸信息以及车尾方向的违章行为相关信息。
在本发明实施例中，系统支持自定义告警事件和设置车牌黑名单功能，当有车辆触发告警事件或是有黑名单中的车辆出现产生告警时，服务器可将告警信息发送至远程监控端。产生的报警信息除了上传远程监控端以外，还支持现场报警，比如可以联动前端带有云台的抓拍摄像机，对违章车辆进行跟踪。
在本发明实施例中，所述传输通信装置可以选择网络、光纤、无线或专用数据线等。若采用网络传输包括交换机、网线等设备；若采用光纤传输包括光纤收发器、光缆等设备；若采用无线传输包括有无线发送、接收、处理模块等，可以为wifi、蓝牙、2g/3g/4g数据网络等。
在本发明实施例中，服务器通过传输通信装置与车头和车尾抓拍摄像功能模块相连，可以与前端摄像机进行信息交互。一方面，服务器可以对前端摄像机进行控制，包括通过时钟模块对连接的摄像机进行统一校时，以及对摄像机参数进行配置等；另一方面，服务器可以接收摄像机传送的交通信息数据，包括照片、录像以及告警信息等。
在本发明实施例中，服务器内置硬盘或者外接存储设备，实现对前端采集图像以及交通行为信息的记录存储。
在本发明实施例中，识别车辆是否存在违章情况的识别模块可以置于摄像机内，或者是服务器内。
如图3所示，图3为本发明的道路车辆违章监测系统及其方法的具体应用过程中的监测流程图，本申请中的违章识别系统包括图像采集单元、通信单元和服务器单元，其中图像采集单元包括车头图像采集和车尾图像采集。首先是通过图像采集进行车牌识别，车头摄像机将抓拍的每一辆过车图片，以及检测出超速违章、路面拥堵等交通信息都传输给服务器；车尾摄像机对抓拍的图片经过识别模块进行违章识别，对于违章车辆经车牌识别比对后与车头的抓拍车辆信息匹配，然后将车头和车尾的违章车辆信息进行合并，得到包括人脸抓拍图、违章全景图的车辆全面信息，将违章告警及车辆相关信息一起传输给服务器，服务器进行本地存储的同时进一步上传给远程监控端。
采用了该道路车辆违章监测系统及其方法，可通过所述的车头抓拍摄像功能模块、车尾抓拍摄像功能模块，同时从两个方向全面拍摄到违章车辆信息，具体具有如下增益效果：
车头抓拍摄像功能模块具有双目摄像头，可分别对车辆进行人脸侦测及远景抓拍，并运用双目摄像头实现车辆车速的测试，并且可以避免单个摄像头拍摄时遇到的由于车间距过小，车牌被遮挡，无法拍摄的问题，同时还能了解路面的拥堵情况；
车尾抓拍摄像功能模块，从车尾方向抓拍车辆闯红灯、违章变道、不按导向行驶等违章行为的全场景图像；车尾方向可以清楚看出交通信号灯状态以及车辆行驶方向，在识别出车辆的违章行为后进行图片抓拍；
车头抓拍摄像功能模块和车尾抓拍摄像功能模块均通过传输通信装置与服务器相连，通过服务器的统一校时可实现所有接入设备的时间同步，通过车牌识别比对可将车头抓拍摄像功能模块拍摄的前车牌和人脸图片，与车尾抓拍摄像功能模块拍摄的违章全景图和后车牌图片匹配到一起，构成全面的违章车辆信息；
具有补光模块，可对光线不足的拍摄条件下，进行拍摄补光；
服务器模块将车辆数据和违章信息进行本地存储，同时支持数据的下载和上传，实现数据的传输。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。