USB攝像頭：在GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、引言

近年來(lái)，隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，GPS車(chē)載終端已被廣泛應(yīng)用于出租車(chē)、物流車(chē)、長(zhǎng)途大巴等車(chē)輛管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛的定位、跟蹤、調(diào)度等功能，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。但對(duì)于一些車(chē)輛的特殊要求，如長(zhǎng)途大巴的實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控，出租車(chē)的防搶劫等，現(xiàn)有的GPS車(chē)輛管理系統(tǒng)尚不能充分滿(mǎn)足。針對(duì)以上情況，提出解決方案：以現(xiàn)有的GPS車(chē)輛管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在GPS車(chē)載終端上擴(kuò)展USBHOST接口，連接USB數(shù)碼攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控。

二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1．USB數(shù)碼攝像機(jī)

圖1USB數(shù)碼攝像機(jī)框圖

如圖1所示，USB數(shù)碼攝像機(jī)主要由三部分組成。DSP部分采用中星微公司圖像處理芯片ZC0301P,圖像傳感器選用30萬(wàn)像素CMOSSENSORPB0330,為在夜晚等低照度情況下也能獲得較好的圖像效果，增加由光敏電阻控制的夜視補(bǔ)償紅外LED矩陣，在夜間或光照度很低的情況下，自動(dòng)打開(kāi)紅外LED進(jìn)行補(bǔ)償。

ZC0301P芯片采用影像光源自動(dòng)增益補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，自動(dòng)亮度、白平衡控制技術(shù)，色飽和度、對(duì)比度、邊緣增強(qiáng)以及伽瑪校正等先進(jìn)的影像控制技術(shù)，配合CMOSSENSOR,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均可與CCD相媲美。支持USB1.1接口；與TWAIN標(biāo)準(zhǔn)兼容；最高支持VGA分辨率（640×480）。在VGA模式下可達(dá)到15幀/秒速率，在CIF（52×288）和SIF（320×240）模式下可達(dá)到30幀/秒速率；并提供640X480格式高清晰靜止圖像捕捉模式，支持標(biāo)準(zhǔn)JPEG壓縮模式。

2．系統(tǒng)方案

GPS車(chē)載終端利用USBHUB芯片可以擴(kuò)展出多個(gè)USBHOST接口，每個(gè)USBHOST接口可以連接一個(gè)USB攝像機(jī)，這樣基本可以滿(mǎn)足對(duì)車(chē)輛圖像監(jiān)控的要求。一般出租車(chē)?yán)镌诟瘪{駛前方車(chē)頂吸頂安裝一個(gè)半球型USB攝像機(jī)即可監(jiān)視全車(chē)內(nèi)的情況，對(duì)于大巴士可在車(chē)前方和中部分別安裝一個(gè)USB攝像機(jī)。

系統(tǒng)工作原理如圖2所示，安裝在車(chē)輛上的USB攝像機(jī)實(shí)時(shí)拍攝車(chē)廂內(nèi)的狀況，通過(guò)USB接口將壓縮過(guò)的圖像數(shù)據(jù)或視頻流傳給GPS車(chē)載終端，GPS車(chē)載終端利用無(wú)線(xiàn)公用通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，根據(jù)需要，相關(guān)工作人員可通過(guò)Internet獲取車(chē)輛內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)圖像，了解車(chē)輛的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。

圖2系統(tǒng)示意圖

目前，車(chē)載GPS終端與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)通信都是通過(guò)2.5G的GPRS或CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)傳輸,2.5G的GPRS/CDMA帶寬尚不能滿(mǎn)足傳輸完整流暢視頻流的要求。所以，實(shí)際應(yīng)用中仍以傳輸圖像數(shù)據(jù)為主，有三種工作模式，分別是

1）定時(shí)傳輸，比如每隔10秒拍一幅圖像上傳

2）命令模式，通過(guò)監(jiān)控中心下發(fā)命令獲得監(jiān)控圖像

3）事件觸發(fā)，比如通過(guò)開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)等事件來(lái)觸發(fā)上傳監(jiān)控圖像

在某些情況下，還可將USB攝像機(jī)的錄像數(shù)據(jù)通過(guò)GPS車(chē)載終端存貯到U盤(pán)，并于事后在計(jì)算機(jī)上回放。預(yù)計(jì)未來(lái)3G上馬，GPS車(chē)載終端通信模塊也可升級(jí)到3G,就可完全實(shí)現(xiàn)車(chē)輛無(wú)線(xiàn)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。

三、總結(jié)

本文充分利用現(xiàn)有GPS車(chē)輛管理系統(tǒng)資源，結(jié)合USB數(shù)碼攝像機(jī)，提出了一種性?xún)r(jià)比較高的車(chē)輛無(wú)線(xiàn)圖像監(jiān)控解決方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)輛的定位、跟蹤，調(diào)度以及無(wú)線(xiàn)圖像監(jiān)控功能，并在實(shí)際應(yīng)用中取得良好的效果，獲得用戶(hù)的好評(píng)。