视频监测系统及其监测方法技术方案

一种视频监测系统及其监测方法，视频监测系统包括图像采集设备(1)和图像处理设备(2)，所述图像采集设备(1)经由无线通信设备与所述图像处理设备(2)连通，所述图像采集设备(1)包括多个带有用于定位的定位装置(3)的图像采集器(4)和图像预处理模块(5)，所述图像处理设备(2)包括图像分割模块(6)、图像处理器(7)、云台控制器(8)、存储器(9)和GPRS系统(10)，所述图像处理器(7)通过判断所述运动的目标连续时间段内在前进方向上的方向矢量变化次数是否达到预定次数以及在前进方向上的速度变化时间是否达到预定时间范围以确认该目标为监测目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交通信息领域，特别是涉及一种视频监测系统及其监测方法。
技术介绍
近年来，车辆检测技术广泛应用于交通监控、汽车辅助驾驶系统和自动导航系统中，已经成为智能交通监控中的一个重要组成部分。现有的车辆检测技术主要根据位置不同，分为埋入式和悬挂式两种。埋入式检测器直接安装在路面下，利用机动车通过检测区域，在电磁感应作用下触发记录仪，实现对车辆数的检测。其采集方式包括：地感线圈检测器、磁力检测器、气压管检测器等。埋入式检测器不受天气、能见度、光线等条件的影响，然而其埋于地下，安装和维护需要破坏路面，影响交通的正常运行，并且安装和维护成本较高，同时影响路面寿命。地感线圈检测器由环形线圈、接线盒、传输电缆和信号检测处理单元等几部分构成。环形感应线圈检测器具备测速和交通流量计数精度较高，稳定性好，成本相对较低，不容易受天气变化和交通环境变化影响等优点。然而，除埋入式检测器普遍具有的限制以外，感应线圈在大车重压下容易损坏，易受冰冻、路基下沉、盐碱等环境影响，增加了维护成本；道路改建和扩建等对感应线圈检测器有影响；高峰时段，车流量大、拥堵车间距小时，精度降低；无法感知车辆类型等具体车辆信息；不能检测静止车辆；容易受到车辆行驶引起的温度变化影响。地感线圈检测器更适用于高速公路和隧道的交通流量检测。磁力检测器的主要组成部分为探头和可放大调节器，适用于交通流较小的情况。磁力检测器检测区域较小，难以分辨纵向过于靠近的车辆，不能检测静止车辆。橡胶气压管检测器具备安装快速、电源用量少、费用低、维修简单等优点。但是橡胶气压管检测器对温度比较敏感，气压管容易受到车辆轮胎的磨损和破坏，在车流量大的情况下，其精度会受到影响。悬挂式检测器主要包括视频图像检测器、微博雷达检测器、超声波检测器和红外线检测器等。相对于埋入式检测器而言，悬挂式检测器安装和维护比较方便，对交通影响小，具有价格优势。同时，悬挂式检测器可检测多种交通参数、检测范围较大，并且使用灵活，更适用于短期交通流量检测。微波雷达检测器主要由雷达天线和接受器等两部分构成。在恶劣的天气条件下性能表现出色，同时适用于白天和晚上。然而，其无法检测静止车辆，对于不同类型车辆细分研究甄别度受到限制，不适用于交叉口交通流量检测。红外线检测器包括主动红外线检测器和被动红外线检测器两种，主要由红外接收管和红外调节器等构成，主动红外检测器还包括激光二极管。红外线检测器适用于白天和晚上，不会对周围环境造成辐射影响。然而，红外线检测器容易受到天气影响，太阳光反射容易干扰检测信号，空气中的烟尘颗粒或恶劣天气影响检测结果。超声波检测器主要由发射电路(探头)、接收电路、信号控制与处理电路等几部分构成。不受光线影响，对雨、雾、雪有很好的适应能力，成本小、体积小、优化升级方便，不受其他车辆遮挡影响，使用寿命长，可检测静止车辆。超声波检测器的精度受限于环境条件。其反应时间长，容易产生较大误差；精度受温度变化、强烈气流紊乱影响；拥堵和车流不均匀路段，由于遮挡对精度有影响。多数检测器是单道设备，使得整体成本较高。安装要求离最近车道3m的距离，且高度有要求，因此在桥梁、立交、高架桥的安装会受到限制适用性，不适用于交叉路口。视频图像检测器主要包括高清摄像机、补光灯、云台及其他外围设备等，适用于车辆的分类检测。视频图像检测器检测区域广泛，单台摄像机可检测多车道，减少传感器的安装数目；安装简单，使用维护方便，可直接观察检测情况以调整最佳的检测位置；数据采集广泛，可以得到多种交通信息，包括交通工具类型、交通流量、道路占有率、车辆运行速度、排队长度等；可检测静止车辆；图像再现，具有很好的可视化效果；采集数据可重复利用。视频图像检测器的稳定性较差。视频图像检测器容易受到光线的影响，夜间的车流量检测精度较低；容易受到雨、雪等天气影响，雨、雪等天气使得摄像头模糊，使得检测结果受到影响；风吹或车辆经过引起摄像机晃动，使得检测结果受到影响；大型车辆对小型车辆的遮挡、交通拥挤造成的车辆之间遮挡等引起统计的失真。同时，视频图像检测器需要使用强光辅助照明，耗电不节能。专利文献CN101783071 A公开的一种监测车辆违法行为的嵌入式系统图像采集器、记录设备、交通灯信号、信号采集模块、补光设备、补光驱动模块、云台或固定架、云台驱动模块、控制板和外部系统，来实现监测与记录车辆违法行为，还包括主控板、图像处理板、路由器；监测车辆违法行为的嵌入式系统实现的步骤如下：(1)系统连接方式：选择使用单机连接方式或使用联网连接方式两者之一；所述的使用单机连接的方式是：图像采集器和主控板连接，图像采集器和图像处理板连接；主控板和路由器连接，主控板和信号采集模块连接，主控板和补光驱动模块连接，主控板和记录设备连接；图像处理板和路由器连接，图像处理板和信号采集模块连接；交通灯信号和信号采集模块连接；补光设备和补光驱动模块连接；控制板和路由器连接，控制板和图像采集器连接；图像采集器是安装在固定架上或是安装在云台上，当图像采集器安装在云台上时，控制板和云台驱动模块连接；所述的使用联网连接的方式是：图像采集器和主控板连接，图像采集器和图像处理板连接；主控板和路由器连接，主控板和信号采集模块连接，主控板和补光驱动模块连接，主控板和记录设备连接；图像处理板和路由器连接，图像处理板和信号采集模块连接；交通灯信号和信号采集模块连接；补光设备和补光驱动模块连接；控制板和路由器连接；控制板和图像采集器连接；图像采集器是安装在固定架上或是安装在云台上，当图像采集器安装在云台上时，控制板和云台驱动模块连接；外部系统和路由器连接，外部系统是监测车辆违法行为的嵌入式系统以外的交通管理部门的计算机系统；(2)监测区域设置：在图像采集器采集的范围上设置一个监测区域，该区域是一个以上监测子区域，并对每个监测子区域建立一个坐标系和设置交通违法线，每个监测子区域均是用一条以上的线围成的一个封闭区域，交通违法线为一条以上线段，这些线段所围区域，或者这些线段和监测子区域边界线所围区域在监测子区域中形成一个以上禁行区，禁行区是指禁行区域和时间禁行区域；禁行区域是指禁止车辆穿越交通违法线行驶的区域，时间禁行区域是指在交通信号限制时禁止车辆穿越交通违法线行驶的区域；(3)图像采集：图像采集器连续采集图像源的视频图像，并将这些图像同时输入到主控板和图像处理板；主控板将这些图像的每幅图像分别变换成一组用于主控板处理所用的数字数据；图像处理板将这些图像的每幅图像分别变换成一组用于图像处理板处理所用的数字数据；(4)识别车辆：根据监测子区域内的物体移动产生的图像差异和图像中车辆的形状，图像处理板将车辆与非移动物体以及其它移动物体相区别，并计算车辆的位置、车辆的移动方向和移动量；图像差异是指当监测子区域内物体移动时在不同组数据中产生的数据数值大小的差异；(5)记录违法数据：记录违法数据是指生成违法数据和记录违法数据；违法数据是指车辆违法图片和车辆违法视频流文件；生成违法数据是指生成车辆违法图片和生成车辆违法视频流文件；生成车辆违法图片是指，图像处理板根据识别车辆得到的车辆位置、车辆移动方向和移动量，如车辆在禁行区内移动，则由图像处理板将车辆处于违法状态的信号发给主控板，主控板用图像采集器的视频图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频监测系统，其包括图像采集设备(1)和图像处理设备(2)，所述图像采集设备(1)经由无线通信设备与所述图像处理设备(2)连通，所述图像采集设备(1)包括多个带有用于定位的定位装置(3)的图像采集器(4)和图像预处理模块(5)，所述图像处理设备(2)包括图像分割模块(6)、图像处理器(7)、云台控制器(8)、存储器(9)和GPRS系统(10)，其特征在于：每个所述图像采集器(4)设在相应的云台(11)上，图像预处理模块(5)包括将图像的对比度变换到预定对比度阈值范围之内的亮度变换单元(12)、将图像的灰度值归一化直方处理的直方均衡单元(13)和用于滤波的拉普拉斯锐化滤波器(14)，所述图像采集器(4)采集的图像经由图像预处理模块(5)形成数字图像，所述数字图像经由无线通信设备发送到所述图像处理设备(2)，所述图像分割模块(6)包括将所述数字图像分割成背景区域和目标区域的sobel检测器(15)、用于滤波的BLPF滤波器(16)和从所述背景区域中分割多个运动的目标的光流分割单元(17)，所述图像处理器(7)通过判断所述运动的目标连续时间段内在前进方向上的方向矢量变化次数是否达到预定次数以及在前进方向上的速度变化时间是否达到预定时间范围以确认该目标为监测目标，所述图像处理器(7)包括在所述数字图像中跟踪所述监测目标的自适应波门模块(18)，且所述图像处理器(7)基于定位装置(3)计算所述监测目标的位置数据，所述图像处理设备(2)根据所述位置数据选择相应位置的云台(11)上的图像采集器(4)使得所述云台控制器(8)控制云台(11)使得所述图像采集器(4)采集监测目标，所述图像处理设备(2)在存储器(9)中记录所述监测目标的位置数据和图像信息并经由所述GPRS系统(10)提示。...

【技术特征摘要】
1.一种视频监测系统，其包括图像采集设备(1)和图像处理设备(2)，所述图像采集设备(1)经由无线通信设备与所述图像处理设备(2)连通，所述图像采集设备(1)包括多个带有用于定位的定位装置(3)的图像采集器(4)和图像预处理模块(5)，所述图像处理设备(2)包括图像分割模块(6)、图像处理器(7)、云台控制器(8)、存储器(9)和GPRS系统(10)，其特征在于：每个所述图像采集器(4)设在相应的云台(11)上，图像预处理模块(5)包括将图像的对比度变换到预定对比度阈值范围之内的亮度变换单元(12)、将图像的灰度值归一化直方处理的直方均衡单元(13)和用于滤波的拉普拉斯锐化滤波器(14)，所述图像采集器(4)采集的图像经由图像预处理模块(5)形成数字图像，所述数字图像经由无线通信设备发送到所述图像处理设备(2)，所述图像分割模块(6)包括将所述数字图像分割成背景区域和目标区域的sobel检测器(15)、用于滤波的BLPF滤波器(16)和从所述背景区域中分割多个运动的目标的光流分割单元(17)，所述图像处理器(7)通过判断所述运动的目标连续时间段内在前进方向上的方向矢量变化次数是否达到预定次数以及在前进方向上的速度变化时间是否达到预定时间范围以确认该目标为监测目标，所述图像处理器(7)包括在所述数字图像中跟踪所述监测目标的自适应波门模块(18)，且所述图像处理器(7)基于定位装置(3)计算所述监测目标的位置数据，所述图像处理设备(2)根据所述位置数据选择相应位置的云台(11)上的图像采集器(4)使得所述云台控制器(8)控制云台(11)使得所述图像采集器(4)采集监测目标，所述图像处理设备(2)在存储器(9)中记录所述监测目标的位置数据和图像信息并经由所述GPRS系统(10)提示。2.根据权利要求1的所述视频监测系统，其特征在于：所述图像处理器(7)进一步计算在连续时间段内目标的前进轨迹是否为直线，当前进轨迹不是直线且持续超过了预定时间值时，判定目标为监测目标。3.根据权利要求1的所述视频监测系统，其特征在于：所述定位装置(3)为GPS定位系统或北斗定位系统，所述定位装置(3)可集成在图像采集器(4)中或独立地设在所述图像采集器(4)上。4.根据权利要求1的所述视频监测系统，其特征在于：所述图像采集器(4)为强光摄像头、微光摄像头或CCD摄像机。5.根据权利要求1的所述视频监测系统，其特征在于：亮度变换单元(12)将图像的对比度变换到0到1的对比度阈值范围之内。6.根据权利要求1的所述视频监测系统，其特征在于：建立所述图像采集设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇，董锁成，石广义，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11