基于線陣CCD的交通信息采集和檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，主要的設(shè)備包括：線陣CCD相機(jī)、線激光源、閃光燈、專用高分辨率攝像機(jī)和64位工控機(jī)。軟件主要實(shí)現(xiàn)相機(jī)及輔助光源控制，圖像數(shù)據(jù)采集，視頻錄制及回放，圖像分割，車輛匹配，車牌識(shí)別，車輛數(shù)據(jù)庫管理，車輛數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)設(shè)置和系統(tǒng)容錯(cuò)等功能。

1．2 系統(tǒng)總體框架
基于線陣CCD的交通信息采集和檢測(cè)系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：線陣CCD相機(jī)、線激光源、閃光燈、專用高分辨率攝像機(jī)和64位工控機(jī)，以上設(shè)備均安裝在路段上。為了達(dá)到交通信息實(shí)時(shí)采集的要求，用戶可以根據(jù)需要，設(shè)立多個(gè)檢測(cè)斷面。圖2為本系統(tǒng)的一個(gè)檢測(cè)斷面。
圖3為一個(gè)雙向四車道高速公路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)某一檢測(cè)斷面的側(cè)視圖。

在該檢測(cè)斷面上主要完成車輛線陣圖像采集，以及車輛近景和遠(yuǎn)景圖像的抓拍，然后在道路旁的機(jī)柜中進(jìn)行圖像處理和分析，獲取車牌號(hào)碼、車輛存在、車輛速度、車輛平面輪廓、車輛類型、交通占有率和流量等各種交通參數(shù)，并由此得到各種其他交通描述參數(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交通狀況的監(jiān)測(cè)評(píng)判和對(duì)交通事件的實(shí)時(shí)檢測(cè)。系統(tǒng)通過TCP／IP協(xié)議向監(jiān)控中心實(shí)時(shí)傳遞其所需要的數(shù)據(jù)信息。
1．3 工作原理
線陣CCD攝像機(jī)1和攝像機(jī)2一直處于工作狀態(tài)，監(jiān)視路面狀況。機(jī)柜里的目標(biāo)識(shí)別程序根據(jù)攝像機(jī)1所采集到的線陣圖像，判斷是否有車輛經(jīng)過，當(dāng)有車輛進(jìn)入線陣CCD攝像機(jī)1的視野范圍時(shí)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)程序和全景攝像機(jī)及目標(biāo)所在車道的攝像機(jī)(如果車輛在兩個(gè)車道的中間，則啟動(dòng)輔助攝像機(jī))，并對(duì)車輛進(jìn)行自動(dòng)抓拍，得到一幅近景圖片和遠(yuǎn)景圖片；同時(shí)，調(diào)用牌照識(shí)別程序進(jìn)行牌照識(shí)別并將識(shí)別結(jié)果保存。同理，當(dāng)車輛進(jìn)入線陣CCD攝像機(jī)2的視野范圍時(shí)，目標(biāo)識(shí)別程序檢測(cè)到車輛經(jīng)過攝像機(jī)2，直到車尾離開線陣CCD攝像機(jī)2的視野范圍時(shí)，停止計(jì)時(shí)。根據(jù)線陣CCD攝像機(jī)1和2抓拍的圖片以及車輛通過檢測(cè)斷面的時(shí)間，計(jì)算車輛瞬時(shí)速度，提取車輛輪廓、類型、交通占有率等交通參數(shù)，并將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫。對(duì)于超速車輛，機(jī)柜將自動(dòng)把其車牌號(hào)碼、車速等相關(guān)信息傳到監(jiān)控中心，便于中心人員進(jìn)行相應(yīng)的處理。監(jiān)控中心也可向路邊機(jī)柜發(fā)出查詢請(qǐng)求，路邊機(jī)柜將把相應(yīng)的查詢結(jié)果傳送到監(jiān)控中心。路邊機(jī)柜中的數(shù)據(jù)庫和圖像庫將按照用戶設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)清空，防止磁盤空間不足導(dǎo)致現(xiàn)有的數(shù)據(jù)無法保存。