專利名稱：公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及同步信號(hào)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng) 中的同步信號(hào)控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
公路車輛智肯巨監(jiān)觀'H己錄系統(tǒng)(intelligent monitoring and recording system of vehicles on highways ),是一種能夠?qū)κ鼙O(jiān)控路面的車輛信息進(jìn)行自動(dòng)釆集和處 理的設(shè)備。
在公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)應(yīng)用中，需要對(duì)通過(guò)車輛全天候瞬態(tài)拍攝其 特征圖像和全景圖像，并通過(guò)所拍攝的圖像表征包括車輛的通過(guò)時(shí)間、地點(diǎn)、 車速、行使方向、號(hào)牌號(hào)碼、號(hào)牌顏色等車輛信息數(shù)據(jù)。其中號(hào)牌號(hào)碼及顏色 信息的確定與圖像的清晰度有很大關(guān)聯(lián)性。尤其在夜間等低照明度環(huán)境下需要 在攝像機(jī)捕獲照片曝光的同時(shí)做閃光燈的同步補(bǔ)光。也就是要求對(duì)視頻信號(hào)和 閃光燈輸出做多路視頻閃光同步的處理。
在傳統(tǒng)的處理過(guò)程中，基本上都采用8位微處理器為核心器件來(lái)做視頻同 步處理，同時(shí)配以模擬開(kāi)關(guān)對(duì)多路車輛輸入信號(hào)進(jìn)行選擇、根據(jù)優(yōu)先中斷邏輯 逐一順序處理。如申請(qǐng)?zhí)枮?1127104.3的發(fā)明專利申請(qǐng)，該專利申請(qǐng)公開(kāi)了 一種嵌入式網(wǎng)絡(luò)交通監(jiān)控裝置，通過(guò)微處理器的核心控制，結(jié)合視頻同步分離 電路、多路模擬開(kāi)關(guān)電路、門控電路和優(yōu)先中斷電路等電路的控制，實(shí)現(xiàn)攝像 機(jī)曝光與閃光的同步。
上述以微處理器為核心處理器件的傳統(tǒng)處理方式雖然能夠滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 的很大一部分需求，但是隨著公路交通車流量的增多，多輛車同時(shí)通過(guò)公路車 輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)設(shè)置點(diǎn)的概率和機(jī)會(huì)也越來(lái)越多。微處理器處理方式是多 路線圏觸發(fā)信號(hào)做邏輯與處理后觸發(fā)中斷，然后在中斷服務(wù)程序中掃描各路線 圈觸發(fā)信號(hào)；根據(jù)各路觸發(fā)信號(hào)分別設(shè)置開(kāi)啟門控電路，記時(shí)等待同步輸出。 這種處理方式，在多路觸發(fā)信號(hào)隨機(jī)組合觸發(fā)時(shí)，微處理器由于順序執(zhí)行，指 令執(zhí)行長(zhǎng)短不一，會(huì)造成輸出的延遲不一致，甚至有可能觸發(fā)信號(hào)漏處理。閃光燈同步輸出延遲的不一致，會(huì)造成圖像拍攝曝光和閃光不完全同步，影響照
片的可識(shí)別質(zhì)量；信號(hào)的漏處理，則會(huì)直接導(dǎo)致照片的漏拍攝，造成檢測(cè)記錄 的缺失。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述多路觸發(fā)信號(hào)隨機(jī)組合觸發(fā)時(shí)，微處理器由于順序執(zhí)行、指令 執(zhí)行長(zhǎng)短不一而造成的輸出延遲不一致、觸發(fā)信號(hào)漏處理的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明 提供了一種公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，包括主控單元、車輛檢測(cè)單元、攝像 機(jī)單元、輔助照明單元、圖像采集、處理和傳輸單元，其中，主控單元分別與 車輛檢測(cè)單元、攝像機(jī)單元、輔助照明單元、圖像采集、處理和傳輸單元相連， 圖像采集、處理和傳輸單元分別與攝像機(jī)單元以及主控單元相連，其中，在主 控單元中，釆用CPLD進(jìn)行觸發(fā)信號(hào)的邏輯控制。
所述主控單元包括CPLD主處理單元、視頻同步分離電路、多位撥碼開(kāi)關(guān) 和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源鐘振；其中，CPLD主處理單元分別與視頻同步分離電路、多位 撥關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源鐘振相連。
優(yōu)選的，主控單元還包括同步輸出隔離電路，用于接收來(lái)自CPLD主處理 單元的多路閃光燈同步觸發(fā)信號(hào)。
所述車輛檢測(cè)單元中包括環(huán)行線圏檢測(cè)器，當(dāng)車輛通過(guò)或靜止在該環(huán)行線 圏檢測(cè)器的檢測(cè)區(qū)域時(shí)，通過(guò)該環(huán)行線圏檢測(cè)器中感應(yīng)線圈電感量的降低感知 車輛，然后產(chǎn)生多路線圈車輛觸發(fā)信號(hào)，傳輸給主控單元。
所述攝像機(jī)單元由多個(gè)攝像機(jī)經(jīng)過(guò)外部同步復(fù)合視頻信號(hào)輸入端子環(huán)接 構(gòu)成，該攝像機(jī)單元在提供視頻信號(hào)給圖像采集、處理和傳輸單元的同時(shí)，還 提供同步視頻信號(hào)源給主處理單元。
所述輔助照明單元由多組閃光燈組成，用以根據(jù)來(lái)自主控單元的多路閃光 燈觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行閃光照明。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
首先，本發(fā)明開(kāi)創(chuàng)了 CPLD技術(shù)在公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)中的引用。 其次，本發(fā)明采用CPLD取代微處理器進(jìn)行邏輯控制，提高了控制精度和 速度，同時(shí)降低系統(tǒng)成本。


圖l是本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施例的整體邏輯結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施例的主控單元的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例的攝像機(jī)VBS環(huán)接方式示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)采用CPLD (Complex Programmable Logic Device,復(fù)雜的可編程邏輯器件)來(lái)處理多個(gè)車輛觸發(fā)信號(hào)以及閃光燈 的同步觸發(fā)輸出，實(shí)現(xiàn)控制攝像機(jī)曝光與閃光同步的目的。尤其在多輛車同時(shí) 通過(guò)公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)設(shè)置點(diǎn)時(shí)，閃光燈觸發(fā)信號(hào)的同時(shí)輸出也不會(huì) 受多個(gè)輸入源影響而產(chǎn)生延遲。
本發(fā)明的公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)如圖l所示，包括主控單 元l、車輛檢測(cè)單元2、攝像機(jī)單元3、輔助照明單元4、圖像采集、處理和傳 輸單元5。其中，主控單元1分別與車輛檢測(cè)單元2、纟聶像機(jī)單元3、輔助照 明單元4、圖像采集、處理和傳輸單元5相連，用以接收輸入信號(hào)并做處理后 發(fā)出圖像采集觸發(fā)信號(hào)以及輔助照明單元的同步觸發(fā)信號(hào)；圖像采集、處理和 傳輸單元5分別與攝像機(jī)單元3以及主控單元1相連，才艮據(jù)主控單元1發(fā)出的 圖像采集觸發(fā)信號(hào)對(duì)攝像機(jī)單元3拍攝的車輛視頻信號(hào)進(jìn)行瞬間抓圖、修正、 存儲(chǔ)、輸出等處理。
車輛檢測(cè)單元2中包括環(huán)行線圈檢測(cè)器，當(dāng)車輛通過(guò)或靜止在環(huán)行線圏檢 測(cè)器的檢測(cè)區(qū)域時(shí)，通過(guò)檢測(cè)器中感應(yīng)線圈電感量的降低感知車輛，然后產(chǎn)生 多路線圏車輛觸發(fā)信號(hào)，傳輸給主控單元l。
攝像機(jī)單元3由多個(gè)攝像機(jī)組成，每個(gè)攝像機(jī)的視頻輸出給圖像采集、處 理和傳輸單元5的同時(shí)，還提供給下一個(gè)攝像機(jī)的VBSIN輸入做環(huán)接。并且 同時(shí)取其中任一路視頻信號(hào)給主處理單元l作為同步視頻信號(hào)源。此處，VBS
為圖像信號(hào)、消隱脈沖和同步脈沖組成的全電視信號(hào)的英文縮寫代號(hào)(參見(jiàn) GB50198-94民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范)，攝像機(jī)之間通過(guò)攝像機(jī) 上的VOUT (輸出)和VBS IN (輸入)兩個(gè)端口實(shí)現(xiàn)如圖3所示的VBS環(huán)接。輔助照明單元4由多組閃光燈組成，用以根據(jù)來(lái)自主控單元1的多路閃光 燈觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行閃光照明，供攝像機(jī)拍攝車輛視頻圖像時(shí)使用。
圖像采集、處理和傳輸單元5，根據(jù)主控單元l發(fā)出的圖像采集觸發(fā)信號(hào) 對(duì)攝像機(jī)單元3拍攝的車輛視頻信號(hào)進(jìn)行瞬間抓圖、修正、存儲(chǔ)、輸出等處理。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)時(shí)方式中，主控單元l包括CPLD主處理單元11、 視頻同步分離電路12、多位撥碼開(kāi)關(guān)13、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源鐘振14和同步輸出隔離 電路15。其內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示。
其中，來(lái)自車輛;f全測(cè)單元2的多路線圈車輛觸發(fā)信號(hào)經(jīng)隔離處理后電平直 接接入CPLD主處理單元11的普通輸入輸出端口 IO。
視頻同步分離電路，接收攝像機(jī)單元3提供的同步視頻信號(hào)源，用以直接 對(duì)接收的視頻信號(hào)進(jìn)行同步分離，然后輸出脈沖信號(hào)接入CPLD主處理單元的 CLK端口。在本發(fā)明的實(shí)施例中，視頻同步分離電^各采用LM1881或 LMH1981,輸出20ms為周期的脈沖信號(hào)給CPLD主處理單元。
由于各生產(chǎn)廠家的攝像機(jī)單元捕獲照片時(shí)的曝光時(shí)間和閃光燈的補(bǔ)光時(shí) 間間距不一致，在設(shè)計(jì)時(shí)增加多位撥碼開(kāi)關(guān)，直接接入CPLD主處理單元的普 通輸入輸出端口 IO做配置的切換，根據(jù)撥碼的設(shè)置經(jīng)邏輯處理后可以在20ms 周期內(nèi)分檔調(diào)節(jié)閃光燈補(bǔ)光時(shí)間，從而使閃光燈的補(bǔ)光時(shí)間與攝像機(jī)單元捕獲 照片時(shí)的曝光時(shí)間保持一致。在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用8位撥碼開(kāi)關(guān)。
標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源鐘振接入CPLD主處理單元的CLK端口 ，做CPLD同步計(jì)數(shù) 的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源。在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用IOM有源晶振作為CPLD同步計(jì) 數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源。
CPLD主處理單元11對(duì)輸入信號(hào)邏輯處理后，發(fā)出圖像采集的觸發(fā)信號(hào)， 圖像采集、處理和傳輸單元5就可以對(duì)車輛經(jīng)過(guò)每一個(gè)通道后產(chǎn)生的特征圖 像、全景圖像等多個(gè)攝像機(jī)的視頻信號(hào)進(jìn)行采集等處理；同時(shí)CPLD主處理單 元11根據(jù)不同撥碼設(shè)置輸出延時(shí)時(shí)間一致的多路閃光燈同步觸發(fā)信號(hào)給同步 輸出隔離電路15,用以同步觸發(fā)輔助照明單元的閃光燈閃光。其中，CPLD主 處理單元可以選用Lattice公司LVC4128器件等具有相同或更多宏處理單元的 邏輯器件。
同步輸出隔離電路15通過(guò)隔離元器件切斷干擾的路徑，使得主控單元1和輔助照明單元4彼此間不產(chǎn)生干擾，進(jìn)一步保障系統(tǒng)各個(gè)功能單元的獨(dú)立性 和穩(wěn)定性以及系統(tǒng)維護(hù)的方便。CPLD主處理單元11產(chǎn)生的多路閃光燈同步 觸發(fā)信號(hào)經(jīng)同步輸出隔離電路15隔離處理后，將閃光燈同步觸發(fā)信號(hào)傳輸至 輔助照明單元4,控制其中的閃光燈組進(jìn)行閃光，以配合攝像機(jī)捕獲照片時(shí)的 曝光。
本發(fā)明中，以CPLD主處理單元11為核心的主控單元1是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān) 鍵，把多個(gè)單一功能單元有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。CPLD與微處理器的重要區(qū)別是順 序與并行處理過(guò)程。微控制器在執(zhí)行指令時(shí)多數(shù)情況下有分支程序。而CPLD 是并行處理輸入和輸出的，因此能夠獲得高的處理速度和可預(yù)測(cè)的時(shí)序結(jié)果。 對(duì)于中斷處理驅(qū)動(dòng)的器件，這種方法能顯著的提高其工作速度。CPLD的速度 非?？欤苁瓜到y(tǒng)速度輕松達(dá)到百兆赫茲，也即是CPLD的時(shí)序特性在納秒
(ns)級(jí)，指令延時(shí)也在ns級(jí)。
在本發(fā)明的公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)中，環(huán)形線圈檢測(cè)系統(tǒng)輸出各個(gè)檢 測(cè)區(qū)域的車輛檢測(cè)觸發(fā)信號(hào)；多個(gè)攝像機(jī)通過(guò)外部同步復(fù)合視頻信號(hào)輸入端子
(VBS )環(huán)接后取一路視頻信號(hào)進(jìn)視頻同步分離器件后取垂直輸出脈沖 (Vertical sync output)進(jìn)CPLD做輸入觸發(fā)同步源；接MHz的鐘振進(jìn)CPLD做 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)時(shí)時(shí)鐘源；同時(shí)接入撥碼開(kāi)關(guān)進(jìn)CPLD做配置的切換。CPLD處理這些 輸入信號(hào)后輸出視頻捕獲存儲(chǔ)的觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)輸出閃光燈的同步觸發(fā)信號(hào)。 正因?yàn)镃PLD是并行處理，這樣多個(gè)車輛觸發(fā)信號(hào)進(jìn)入后就可以同時(shí)處 理，同時(shí)輸出不會(huì)受多個(gè)輸入源影響而有不同程度的延遲，從而提高了信號(hào)控 制的精度和速度，保障了拍攝圖像的質(zhì)量。
明的較佳實(shí)施例而已，其說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想， 并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的一船:4支術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的 思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，因此，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范 圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，包括主控單元、車輛檢測(cè)單元、攝像機(jī)單元、輔助照明單元、圖像采集、處理和傳輸單元，其中，主控單元分別與車輛檢測(cè)單元、攝像機(jī)單元、輔助照明單元、圖像采集、處理和傳輸單元相連，圖像采集、處理和傳輸單元與攝像機(jī)單元相連，其特征在于在所述主控單元中，采用CPLD進(jìn)行觸發(fā)信號(hào)的邏輯控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，其特征在于， 所述主控單元包括CPLD主處理單元、視頻同步分離電路、多位撥碼開(kāi)關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源鐘振；其中，CPLD主處理單元分別與視頻同步分離電路、多位撥碼開(kāi)關(guān)、標(biāo)準(zhǔn) 時(shí)鐘源鐘振。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，其特征在于， 所述主控單元還包括同步輸出隔離電路，用于接收來(lái)自CPLD主處理單元的多路閃光燈同步觸發(fā)信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 3中任一項(xiàng)所述的公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，其特 征在于，所述車輛檢測(cè)單元中包括環(huán)行線圈檢測(cè)器，當(dāng)車輛通過(guò)或靜止在該環(huán)行線 圈檢測(cè)器的檢測(cè)區(qū)域時(shí)，通過(guò)該環(huán)行線圈檢測(cè)器中感應(yīng)線圈電感量的降低感知 車輛，然后產(chǎn)生多路線圈車輛觸發(fā)信號(hào)，傳輸給主控單元。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 3中任一項(xiàng)所述的公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，其特 征在于，所述攝像機(jī)單元由多個(gè)攝像機(jī)經(jīng)過(guò)外部同步復(fù)合視頻信號(hào)輸入端子環(huán)接 構(gòu)成，該攝像機(jī)單元在提供視頻信號(hào)給圖像采集、處理和傳輸單元的同時(shí)，還 提供同步視頻信號(hào)源給主處理單元。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 3中任一項(xiàng)所述的公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，其特 征在于，所述輔助照明單元由多組閃光燈組成，用以才艮據(jù)來(lái)自主控單元的多路閃光 燈觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行閃光照明。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻同步分離電路采用LM1881或LMH1981 ，接入CPLD主處理單 元的CLK端口。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，其特征在于， 所述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源鐘振采用IOM有源晶振，接入CPLD主處理單元的CLK端口 ，做CPLD同步計(jì)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，其特征在于， 所述多所述采用8所述，直接接入CPLD主處理單元的普通輸入輸出端口做配置的切換。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，其特征在于， 所述CPLD主處理單元選用Lattice公司LVC4128器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及同步信號(hào)控制技術(shù)領(lǐng)域，提供一種公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，包括主控單元、車輛檢測(cè)單元、攝像機(jī)單元、輔助照明單元、圖像采集、處理和傳輸單元，其中，主控單元分別與車輛檢測(cè)單元、攝像機(jī)單元、輔助照明單元、圖像采集、處理和傳輸單元相連，圖像采集、處理和傳輸單元與攝像機(jī)單元相連，其中，在主控單元中，采用CPLD進(jìn)行觸發(fā)信號(hào)的邏輯控制。本發(fā)明采用CPLD取代微處理器進(jìn)行邏輯控制，提高了對(duì)同步觸發(fā)信號(hào)控制的精度和速度，同時(shí)降低系統(tǒng)成本。
文檔編號(hào)G03B15/05GK101425226SQ200810185118
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者趙鴻鳴, 陳志華 申請(qǐng)人:浙江中控電子技術(shù)有限公司