CN105206049A - 一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***，属于智能交通车辆抓拍***技术领域。该***包括交通监控终端、协调器、路由器和ZigBee无线网络节点，每个ZigBee无线网络节点等间距设置在公交车专用车道上方，均包括有ZigBee模块、车道线检测单元、违章判定单元、违章信息管理单元和图像采集单元，所述图像采集单元包括光亮度检测模块、图像抓拍模块、第一补光模块、第二补光模块、第三补光模块、图像存储模块和图像去噪模块。本发明能督促驾驶人员形成良好的行车规范，减少社会车辆违法占道的行为，提高了公交车专用车道的使用效率，保证了公共交通的顺畅运行。

Description

一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***

技术领域

本发明涉及一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***，属于智能交通车辆抓拍***技术领域。

背景技术

在我国很所多城市上下班高峰时，政府会划出一条公交专用道专门让公交车在这条车道上行驶，社会车辆是不允许占用这条车道的。而在一些大中城市，由于交通拥堵严重，则规划了一条公交专用道以供公交车行驶。然而自公交车专用车道投入使用以来，存在部分社会车辆违法占用公交专用车道行驶的交通违章行为。

申请号为201210493883.5，申请日为2012年11月28日的专利申请提供了一种公交专用车道占道抓拍方法，步骤如下：A、***判断当前时间是否处在抓拍时间内；B、通过视频检测当前公交车是否正常行驶在公交车专用车道；C、判断视频中通过公交专用车道行驶的车辆车型；D、提取识别行驶在公交专用车道的非公交车辆号牌，对比数据库中半小时内前抓拍的车辆号牌；E、判断通过连续视频流的非公交车辆占道时间是否大于预设时间，连续抓拍构成违法占用公交车道事实的两张清晰的违法照片，保存违法车辆在预设时间段内连续的视频流；F、获取当前公交车的GPS位置和时间，打包预设时间段内视频流和两张违法图片并且上传。通过视频流内抓拍覆盖面广、抓拍及时准确、提高公交专用车道效率。

申请号为201310386424.1，申请日为2013年8月29日的发明专利申请提供了一种公交占道抓拍***和方法，通过先根据GPS模块读取的GPS坐标及识别的公交专用道黄线判断公交车自身是否在公交车专用道上再启动抓拍减少误抓拍率，为后台数据筛选提高效率；进一步通过公交车前方和/或后方的车辆车牌的颜色判断车辆类型再进行抓拍和录像生成违章图片和视频，增强有效数据的产生，且无需后台识别或后台数据库比对，智能化更高。此外，当3G网络不畅时，将抓违章图片和视频存储于抓拍机的存储装置中，待3G网络畅通时，3G模块将违章图片和视频上传至后台，保证了数据的完整性。

目前，针对非公交车辆违法占用公交车道的行为，虽然采取了各种措施进行抓拍，但抓拍的信息汇总比较缓慢，且拍摄的车辆图像有时候也不太清晰，给处罚工作带来不便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***，运用ZigBee无线通讯网络，实时监控公交车专用车道行驶的车辆，且保证在夜晚、逆光以及其他能见度不高的情况下，拍摄的违章占道车辆图像依然清晰。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***，包括交通监控终端、协调器、路由器和ZigBee无线网络节点，每个路由器连接有n个ZigBee无线网络节点，m个路由器通过协调器与交通监控终端相连接，n和m为大于1的自然数；n个ZigBee无线网络节点等距设置在公交车专用车道上方，均包括有ZigBee模块、车道线检测单元、违章判定单元和违章信息管理单元，所述车道线检测单元、违章判定单元和违章信息管理单元分别与ZigBee模块相连接；所述ZigBee模块的输出端通过天线收发器与天线相连接，所述天线与所处的路由器进行无线通讯；所述车道线检测单元用于监测在公交专用车道行驶的车辆；所述违章判定单元用于接收车道线检测单元传输的信息并进行比较判断后发出指令；所述违章信息管理单元用于存储违章占道车辆的车辆信息、违章占道时间及地点；

还包括图像采集单元，图像采集单元与ZigBee模块相连接，所述图像采集单元用于收到违章判定单元的指令后拍摄违章占道车辆的车牌图像并进行图像清晰度处理；所述图像采集单元包括光亮度检测模块、图像抓拍模块、第一补光模块、第二补光模块、第三补光模块、图像存储模块和图像去噪模块，所述光亮度检测模块用于检测抓拍环境的光亮度，所述第一、二、三补光模块用于在图像抓拍模块拍摄时，根据日光照度的变化自动补光，所述图像抓拍模块用于拍摄违章占道车辆的图像，所述图像存储模块用于存储违章占道车辆的图像，所述图像去噪模块用于对存储的图像进行去噪化处理。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第一补光模块频闪频率与图像抓拍模块的脉冲信号同步，所述第二补光模块频闪频率是图像抓拍模块的脉冲信号的2倍，所述第三补光模块频闪频率是图像抓拍模块的脉冲信号的1/2。

作为本发明的一种优选技术方案：所述图像去噪模块采用自适应维纳滤波器或形态学噪声滤除器。

作为本发明的一种优选技术方案：所述控制单元采用嵌入式ARM7芯片。

作为本发明的一种优选技术方案：所述光亮度检测模块采用光敏传感器。

本发明所述一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明通过设置补光模块，根据拍摄环境日光照度的变化自动补光，避免了因夜晚、逆光以及其他能见度不高的情况下，拍摄的图像不太清晰的情况。

2、本发明运用ZigBee无线通讯网络，24小时监控公交车专用车道是否有其他车辆占道行驶，保证了公共交通的顺畅运行。

3、本***功耗低、使用方便、扩展性高，能督促驾驶人员形成良好的行车规范，减少社会车辆违法占道的行为，提高了公交车专用车道的使用效率。

具体实施方式

下面对本发明创造做进一步详细说明。

一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***，包括交通监控终端、协调器、路由器和ZigBee无线网络节点，每个路由器连接有n个ZigBee无线网络节点，m个路由器通过协调器与交通监控终端相连接，n和m为大于1的自然数；n个ZigBee无线网络节点等距设置在公交车专用车道上方，均包括有ZigBee模块、车道线检测单元、违章判定单元和违章信息管理单元，所述车道线检测单元、违章判定单元和违章信息管理单元分别与ZigBee模块相连接；所述ZigBee模块的输出端通过天线收发器与天线相连接，所述天线与所处的路由器进行无线通讯；所述车道线检测单元用于监测在公交专用车道行驶的车辆；所述违章判定单元用于接收车道线检测单元传输的信息并进行比较判断后发出指令；所述违章信息管理单元用于存储违章占道车辆的车辆信息、违章占道时间及地点；

还包括图像采集单元，图像采集单元与ZigBee模块相连接，所述图像采集单元用于收到违章判定单元的指令后拍摄违章占道车辆的车牌图像并进行图像清晰度处理；所述图像采集单元包括光亮度检测模块、图像抓拍模块、第一补光模块、第二补光模块、第三补光模块、图像存储模块和图像去噪模块，所述光亮度检测模块用于检测抓拍环境的光亮度，所述第一、二、三补光模块用于在图像抓拍模块拍摄时，根据日光照度的变化自动补光，所述图像抓拍模块用于拍摄违章占道车辆的图像，所述图像存储模块用于存储违章占道车辆的图像，所述图像去噪模块用于对存储的图像进行去噪化处理。

作为本发明的一种优选技术方案：所述第一补光模块频闪频率与图像抓拍模块的脉冲信号同步，所述第二补光模块频闪频率是图像抓拍模块的脉冲信号的2倍，所述第三补光模块频闪频率是图像抓拍模块的脉冲信号的1/2。

作为本发明的一种优选技术方案：所述图像去噪模块采用自适应维纳滤波器或形态学噪声滤除器。

作为本发明的一种优选技术方案：所述控制单元采用嵌入式ARM7芯片。

作为本发明的一种优选技术方案：所述光亮度检测模块采用光敏传感器。

本发明运用ZigBee无线通讯网络，24小时监控公交车专用车道是否有其他车辆占道行驶，保证了公共交通的顺畅运行。

ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。

ZigBee的特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE802.15.4标准的规定。ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网络中的设备可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)等三种角色。

本发明中图像去噪模块采用自适应维纳滤波器或形态学噪声滤除器，提高了处理图像的清晰度。

自适应维纳滤波器，能根据图像的局部方差来调整滤波器的输出,局部方差越大,滤波器的平滑作用越强。它的最终目标是使恢复图像与原始图像的均方误差最小。该方法的滤波效果比均值滤波器效果要好,对保留图像的边缘和其他高频部分很有用,不过计算量较大。维纳滤波器对具有白噪声的图像滤波效果最佳。

形态学噪声滤除器，将开启和闭合结合起来用来滤除噪声,首先对有噪声图像进行开启操作,可选择结构要素矩阵比噪声的尺寸大,因而开启的结果是将背景上的噪声去除。最后是对前一步得到的图像进行闭合操作,将图像上的噪声去掉。根据此方法的特点可以知道,此方法适用的图像类型是图像中的对象尺寸都比较大,且没有细小的细节,对这种类型的图像除噪的效果会比较好。

本发明可以大大提高社会车辆驾驶员的自觉性，减少社会车辆违法占道的行为，提高了公交车专用车道的使用效率，保证了公共交通的顺畅运行。本发明通过ZigBee无线通讯网络对公交车专用车道进行24小时自动实时监控，极大地节约了人力资源，且不会出现夜晚、逆光等拍摄条件不好的情况下监控不力的情况。本发明自动化程度高、抓拍精度高、误检率低，使交通违章现象有据可依，能督促驾驶人员形成良好的行车规范，为公共交通的发展提供了保障。

上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***，包括交通监控终端、协调器、路由器和ZigBee无线网络节点，每个路由器连接有n个ZigBee无线网络节点，m个路由器通过协调器与交通监控终端相连接，n和m为大于1的自然数；n个ZigBee无线网络节点等间距设置在公交车专用车道上方，均包括有ZigBee模块、车道线检测单元、违章判定单元和违章信息管理单元，所述车道线检测单元、违章判定单元和违章信息管理单元分别与ZigBee模块相连接；所述ZigBee模块的输出端通过天线收发器与天线相连接，所述天线与所处的路由器进行无线通讯；所述车道线检测单元用于监测在公交专用车道行驶的车辆；所述违章判定单元用于接收车道线检测单元传输的信息并进行比较判断后发出指令；所述违章信息管理单元用于存储违章占道车辆的车辆信息、违章占道时间及地点；

其特征在于还包括图像采集单元，图像采集单元与ZigBee模块相连接，所述图像采集单元用于收到违章判定单元的指令后拍摄违章占道车辆的车牌图像并进行图像清晰度处理；所述图像采集单元包括光亮度检测模块、图像抓拍模块、第一补光模块、第二补光模块、第三补光模块、图像存储模块和图像去噪模块，所述光亮度检测模块用于检测抓拍环境的光亮度，所述第一、二、三补光模块用于在图像抓拍模块拍摄时，根据日光照度的变化自动补光，所述图像抓拍模块用于拍摄违章占道车辆的图像，所述图像存储模块用于存储违章占道车辆的图像，所述图像去噪模块用于对存储的图像进行去噪化处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***，其特征在于所述第一补光模块频闪频率与图像抓拍模块的脉冲信号同步，所述第二补光模块频闪频率是图像抓拍模块的脉冲信号的2倍，所述第三补光模块频闪频率是图像抓拍模块的脉冲信号的1/2。

3.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***，其特征在于所述图像去噪模块采用自适应维纳滤波器或形态学噪声滤除器。

4.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***，其特征在于所述控制单元采用嵌入式ARM7芯片。

5.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的公交车专用车道占道抓拍***，其特征在于所述光亮度检测模块采用光敏传感器。