一种基于视频色块分析的交通拥堵自动检查装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于视频色块分析的交通拥堵自动检查装置，该装置包括视频采集单元、控制单元、网络传输单元，其特征在于，所述的控制单元由传感器、辅助照明电路及嵌入式单片机及其外围电路构成，工作时，单片机控制视频采集设备获取当前地区的交通视频图像，结合环境光对图像进行补偿和修正，通过对修正后的视频图像中色块填充情况及色块移动速度进行分析，实时感知交通畅堵，再由网络传输单元将畅堵信息传输至远端的交通控制处理中心，有效疏导交通。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种基于视频色块分析的交通拥堵自动检查装置
本技术涉及智能交通
，特别是涉及交通拥堵自动的检查装置。技术背景随着经济的发展，交通压力越来越大，交通拥堵问题已经成为人们每天面对的问题，社会迫切需要利用更先进合理的交通采集装置来获取当前交通信息，以缓解交通拥堵， 提高交通通行能力。目前实用的交通信息采集装置有测速雷达、环形线圈检测器、超声波检测器、微波探测器、红外线检测器等。这些装置的技术缺陷有以下几个方面(1)不便于安装和维护，甚至有的需要对路面挖掘以埋入检测器或进行抢修，不但破损路面，而且容易造成交通堵塞；(2)所获取的信号不直观，需要经过较复杂的处理，才能获取有用的交通参量，不便于实时控制；(3)能够检测的交通参量有限，一般只用于汽车流量及速度的检测，不能适应现代智能交通系统需要的更多参数的检测；(4)设备使用寿命短，故障率高。因此，设计一种结构简单、获取信息直观、实时的交通拥堵自动检查装置，以实时地获取当前路况拥堵信息，具有重要意义。
技术实现思路
鉴于现有装置存在上述不足，本技术所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、获取信息直观且易于控制的交通拥堵自动检查装置，该装置通过对视频图像色块填充情况及色块移动速度进行分析，实时感知交通是否畅通，并将畅堵信息通过支持TCP/ IP(或GPRS/3G)协议的网络发送至远端的交通控制处理中心，有效疏导交通。本技术解决上述问题的技术方案如下一种基于视频色块分析的交通拥堵自动检查装置，该装置包括依次连接的视频采集单元、控制单元、网络传输单元，其特征在于，所述的控制单元由ARM系列嵌入式处理单元、光敏传感器、辅助照明电路构成，其中，所述的ARM系列嵌入式处理单元由ARM系列嵌入式单片机、存储单元及其外围电路构成，其ARM系列嵌入式单片机的I/O 口分别连接存储单元的数据总线、光敏传感器的串行数据总线和控制端、辅助照明电路的控制端、视频解码电路的数据总线和控制端、网络通信设备的数据总线和地址总线；所述的光敏传感器由依次连接的光电转换器、滤波电路、模拟数字转换电路组成， 其控制端与ARM系列单片机的I/O 口连接，模拟数字转换电路的数字信号输出端经串行数据总线与ARM系列单片机的I/O 口连接；所述的辅助照明电路由照明灯及其控制电路构成，其控制端与ARM系列单片机的I/O 口连接。工作时，ARM系列嵌入式处理单元控制视频采集设备获取当前地区的交通视频图像，利用光敏传感器和辅助照明电路结合环境光对图像进行补偿和修正，通过对修正后的视频图像中色块填充情况及色块移动速度进行分析，实时感知交通畅堵，再由网络传输单元将畅堵信息传输至远端的交通控制处理中心，其具体工作过程如下1)检测准备过程此时ARM系列嵌入式单片机打开视频采集设备获取无车状态下道路背景视频图像，并存储于存储单元中；2)拥堵检测此时ARM系列嵌入式单片机打开视频采集设备获取多帧实时道路图像，同时通过光敏传感器获取当前环境下的光照强度，光电转换器将当前条件下的光照强度转换为电信号，经滤波后由模拟数字转换电路转换为数字信号发送至ARM系列嵌入式单片机的I/O 口，若当前条件下的光照强度低于程序设定的阈值，则打开照明灯，使得视频采集到的多帧图像亮度接近存储单元中的背景视频图像；若高于阈值则不打开照明灯；视频解码器将采集的视频图像滤波后转换为数字信号发送至ARM系列嵌入式单片机，ARM系列嵌入式单片机采用背景差分法对当前采集的多帧视频图像进行处理:ARM系列嵌入式单片机将采集到的多帧视频图像和存储的背景视频图像相减，再对图像进行滤波处理，以消除背景，若得到像素值或超过程序设定的阈值，则认为当前道路有运动目标，同时，对各帧图像中色块的位置和大小进行标记，根据程序设定，即可判断当前路面车辆的数量；然后，采用相邻帧差法计算当前路面车辆的行驶速度若Ttl到T1时刻，相邻两帧图像Ftl和F1中色块的位置分别为&和S1，则Ttl到T1时刻，视频图像中车辆的行驶速度ν为ν= ^"^，单位为像素/秒，由于视频采集设备安装好之后便不会再移动，因此我们可根1I -jO据图像中道路所占的像素值和实际道路长度，即可换算出Ttl到T1时刻，车辆实际的行驶速度V，若图像中道路所占像素值为r，实际该段道路长度为R，单位为公里，则实际车辆行驶速度ν为「=，单位为公里/秒。若当前多帧图像中的视频色块大小超过程序设定的阈值的同时，车辆行驶速度V 小于设定的阈值，则可认为当前路况拥堵；若不满足上述条件，则认为交通状况良好。3)上传路况信息根据程序设定，ARM系列嵌入式单片机通过支持TCP/IP协议的有线网络通信设备或支持GPRS/3G的无线网络通信设备，将当前道路的交通状况信息发送至远端的交通控制处理中心。本技术所述的一种基于视频色块分析的交通拥堵自动检查装置较现有技术具有以下有益效果1、只需视频采集单元和控制单元即可完成路况的拥堵检测，因此大大降低安装和维护成本；2、通过视频色块的填充和移动速度即可判断当前路况的拥堵，因此处理效率大大提高，获取的路况信息也更加直观。附图说明图1为本技术所述的一种基于视频色块分析的交通拥堵自动检查装置的结构框图；图2为本技术所述的一种基于视频色块分析的交通拥堵自动检查装置的电路原理框图；图3为本技术所述的一种基于视频色块分析的交通拥堵自动检查装置的拥堵检测程序流程图；图4为本技术所述的一种基于视频色块分析的交通拥堵自动检查装置的相邻帧差法示意图。具体实施方式本实施例为采用NXP公司生产的ARM系列嵌入式单片机LPC3200控制的交通拥堵自动检查装置。参见图1、图4，该装置包括视频采集单元、控制单元、网络传输单元。其特征在于，所述的控制单元由ARM系列嵌入式单片机LPC3200控制的嵌入式处理单元、光敏传感器、辅助照明电路构成。其中，所述的嵌入式处理单元由ARM系列嵌入式单片机LPC3200、存储单元及其外围电路构成，LPC3200单片机的I/O 口分别连接存储单元的数据总线、光敏传感器的串行数据总线和控制端、辅助照明电路的控制端、视频解码电路的数据总线和控制端、网络通信设备的数据总线和地址总线；所述的光敏传感器由依次连接的光电转换器、滤波电路、模拟数字转换电路组成， 其光电转换器为光敏电阻CDS和固定电阻Rl串联构成的分压电路，所述的滤波电路为并联于电阻Rl两端的电容Cl，所述的模拟数字转换电路内置于LPC3200单片机内部，LPC3200 单片机的带A/D功能的I/O 口与分压电路的分压点相连接；所述的辅助照明电路由多个高亮度LED发光二极管和一只功率NPN型三极管Ql 构成，LPC3200单片机的I/O 口经限流电阻R2与功率NPN型三极管Ql的基极连接。所述的视频采集单元为位于各交通热点地区的CCD摄像机和通过视频线缆与其连接的视频解码电路构成。其中，所述的视频解码电路由AD公司生产的ADV718;3B视频解码芯片及其外围电路构成，其通过视频线缆控制CCD摄像机和接收CCD摄像机采集的视频图像，并将视频图像转换为数字信号通过16位数据总线将其发送至ARM系列单片机的I/O□。所述的网络传输单元为瑞昱公司生产的RTL8139C快速以太网控制器及其外围电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文恺，韩晓瑛，陈峰，伍冯洁，张芳樱，张倩，温泉河，陈虹，唐连章，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：实用新型
国别省市：