[发明专利]越、压黄线的车辆检测跟踪和车辆信息抓拍装置及其方法

权利要求书

1.一种越、压黄线的车辆检测跟踪和车辆信息抓拍装置，包括跟踪云台及其电机、安装在云台上的可控调焦的用于采集和抓拍图像的摄像头，其特征在于：还包括安装在所要监控道路中间段的摄像头安装架；

连接于摄像头与数据处理器之间、把采集的图像信息传递给数据处理器的图像采集卡；

连接于跟踪云台与数据处理器之间的控制跟踪云台的输入输出卡；

用于视频分析处理及其控制跟踪云台与摄像头的数据处理器，

所述数据处理器包括以下各功能模块：

车辆检测模块：用于根据摄像头采集的视频信号，检测出越、压黄线的运动车辆；

车辆信息模块：用于计算得出运动车辆在视场中的位置信息和运动趋势信息；

云台控制模块：根据运动车辆在视场中的位置信息和运动趋势信息，控制云台中的电机跟踪运动车辆；

摄像机控制模块：控制摄像机正常工作及调焦对该车辆进行抓拍并保存数据。

2.根据权利要求1所述的越、压黄线的车辆检测跟踪和车辆信息抓拍装置，其特征在于：所述跟踪云台的电机为可调速度和精确控制与定位的步进电机。

3.根据权利要求1所前述的装置的车辆检测跟踪与抓拍方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)数据处理器实时地读取摄像头采集的视频信号，黄线被车辆越压时，检测出该运动车辆；

(2)根据检测出的运动车辆，得到运动车辆在视场中的位置、运动方向和面积；

(3)数据处理器根据运动车辆在视场中的位置信息和运动趋势信息，利用控制算法控制云台中的步进电机跟踪运动车辆，从而实时动态跟踪运动车辆；根 据运动车辆在视场中的大小，控制摄像机的焦距，获得监控视频中运动车辆清晰图像，从而获得车辆的颜色、车型和牌照信息；

(4)判断该车辆越压黄线的时间，当该车辆在越压黄线的时间达到处罚规定时间时，数据处理器再次控制摄像机调焦对该车辆进行抓拍并保存和上传该信息给交通管理部门的服务器；

在所述步骤(3)中，控制云台中的步进电机的方法包括以下步骤：

1)根据摄像机的硬件参数和运动车辆的位置信息，获得运动车辆形心与光学镜头中心的连线与摄像机主轴的夹角，所述硬件参数包括焦距和CCD的有效光敏面尺寸；

2)根据夹角的大小和运动车辆的运动方向信息，采用模糊控制的控制方法控制装有步进电机的跟踪云台，从而控制摄像头实时地跟踪运动车辆，且保持运动车辆在视场中心附近位置；

在所述步骤(3)中，所述的根据运动车辆在视场中的大小，控制摄像机的焦距，获得监控视频中运动车辆清晰图像，从而获得车辆的牌照信息的实现方法为：当运动车辆第一次进入视场中心区域时，判断运动车辆在图像中的面积是否大于整幅图像面积S的特定百分率，若小于该百分率，则控制摄像机焦距使运动车辆在图像中的面积达到S的特定百分率；若不小于该百分率时，直接获得清晰的运动车辆图像；最后，保存清晰运动车辆图像并控制摄像机光学参数使摄像机恢复至正常现场监控状态。

4.根据权利要求3所前述的车辆检测跟踪与抓拍方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，采用基于颜色和直线检测的方法检测越、压黄线的运动车辆：当有两辆或多辆越、压黄线的车辆出现在视场中时，根据前一帧中越、压黄线的运动目标的位置，在以其为中心的10*10像素区域内采用基于颜色直方图为目标模型检测特定车辆。

5.根据权利要求3所述的车辆检测跟踪与抓拍方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，获得运动车辆在视场中的位置信息和运动方向信息的方法为：根据检测出的运动车辆，计算其形心，获得运动车辆在视场中的位置；根据前两帧中车辆的形心位置和当前帧中车辆的形心位置，获得运动车辆的运动方向信 息。

6.根据权利要求3所述的车辆检测跟踪与抓拍方法，其特征在于：所述夹角的计算方法为

其中，α是镜头像方主点到运动车辆形心的连线与摄像机主轴水平方向的夹角，β为镜头像方主点到运动车辆形心的连线和摄像机主轴垂直方向的夹角，a是CCD有效宽度，b是CCD的有效高度，f是摄像头的焦距，x是运动车辆形心的横坐标，y是运动车辆形心的纵坐标，m、n为图像的大小。

7.根据权利要求3所述的车辆检测跟踪与抓拍方法，其特征在于：所述特定百分率为10％。