基于嵌入式系統(tǒng)的違章車輛視頻檢測系統(tǒng)

1 電子警察系統(tǒng)

電子警察主要是針對機動車在路口闖紅燈這種極易造成惡性事故的交通違章現(xiàn)象進行自動監(jiān)測記錄，做到了無人值守，不間斷監(jiān)測，證據(jù)充分正確，提高交通執(zhí)法的準確性和效率。傳統(tǒng)典型的電子警察系統(tǒng)通常是由系統(tǒng)控制、違章車輛檢測、拍攝、傳輸以及輔助配套設備等幾部分組成。

目前，一般電子警察系統(tǒng)主要采用環(huán)形線圈感應器、以增強型PC為基礎的工控機(IPC)平臺控制的模式。環(huán)形線圈的安裝不便、容易受損壞，IPC對室外環(huán)境的適應差等缺點，給電子警察正常穩(wěn)定運行及維護工作造成極大的困難。因此，車輛違章檢測技術對電子警察的高精度、大面積推廣有很大的影響，是電子警察系統(tǒng)中重要的一部分，是交通管理系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。

2 現(xiàn)有車輛違章檢測技術

車輛檢測器是交通管理系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，主要是通過數(shù)據(jù)采集和設備監(jiān)視等方式，向監(jiān)控系統(tǒng)中的信息處理和信息發(fā)布單元提供各種交通參數(shù)，作為監(jiān)控中心分析、判斷、發(fā)出信息和提出控制方案的主要依據(jù)。常用的交通車輛檢測器主要包括環(huán)行線圈檢測器、超聲波或微波(雷達波)檢測器、紅外線檢測器、視頻檢測器等。

比較幾種檢測方法可以知道，超聲波或微波(雷達波)檢測器和紅外線檢測器使用的條件比較苛刻，使用比較少，主要用于人工檢測方式。目前最普遍的、經(jīng)常用的是環(huán)行線圈視頻檢測器，但是視頻車輛檢測器與感應線圈等檢測器相比，具有如下的技術特點：

(1)視頻檢測器安裝與維護方便，無需開挖路面，對道路交通的影響很小。
(2)視頻車輛檢測器能檢測較大的交通場景面積，單臺攝像機就可同時監(jiān)測多個車道，從而減少傳感器的安裝數(shù)目，并可進行大范圍內(nèi)的車輛跟蹤。
(3)能提供絕大多數(shù)的交通參數(shù)信息，包括車流量、單車速度、平均車速、車間距等。
(4)獲得的視頻及圖像信息很直觀，是人機可讀的，還可以加以保存。從而為監(jiān)控人員進行相關操作提供了參考。

3 嵌入式視頻檢測系統(tǒng)

根據(jù)交通違章管理的要求和系統(tǒng)主要功能，對交通視頻檢測系統(tǒng)進行了研究并形成了可行方案。其思想是將視頻攝像頭安裝在路桿上并對下面的路況進行監(jiān)視，捕獲的數(shù)字化視頻信息由現(xiàn)場進行圖像處理，再傳送到交通管理中心。同時，選取基于嵌入式系統(tǒng)的電子警察視頻檢測的模式來實現(xiàn)對傳統(tǒng)電子警察系統(tǒng)的改進，此電子警察系統(tǒng)的構成如圖1所示。

由圖1可以看出，基于嵌入式系統(tǒng)的電子警察主要由三部分組成：視頻采集部分、圖像處理與系統(tǒng)控制部分、網(wǎng)絡傳輸部分。

3．1 視頻采集單元

從CCD攝像頭的光電轉(zhuǎn)換器件得到的視頻信號都是模擬信號，將模擬電視信號變成數(shù)字電視信號要經(jīng)過模／數(shù)(A／D)轉(zhuǎn)換過程。模／數(shù)轉(zhuǎn)換包含三個過程，即取樣、量化及編碼。其中，取樣的目的是將時間上連續(xù)的模擬信號變成時間上離散的信號，量化是將幅度上連續(xù)的取樣值變成幅度上離散的取樣值，而編碼的作用是將離散化的取樣值編成二進制數(shù)碼。經(jīng)取樣、量化、編碼所得到的數(shù)字信號即為視頻PCM信號。