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傳感器

電子警察的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析和功能實(shí)現(xiàn)

2025China.cn   2008年09月19日
電子警察作為交通管理、抓拍違章、取得證據(jù)的一種手段,近幾年已在全國各城市間廣泛使用,就其整體結(jié)構(gòu)區(qū)分可以劃分為二個(gè)部分,一是外部硬件設(shè)備,二是后期處理軟件,為此我們就其二部分分別加以闡述:
一、外部硬件設(shè)備
電子警察外部硬件設(shè)備以其功能上可劃分成三個(gè)系統(tǒng),它們是前端感應(yīng)系統(tǒng),抓拍攝像系統(tǒng)、后端傳輸系統(tǒng)。
1、前端感應(yīng)系統(tǒng)
前端感應(yīng)系統(tǒng)是電子警察整體設(shè)備中的觸手,其目的就是為了感應(yīng)到有移動(dòng)的機(jī)動(dòng)車,從實(shí)現(xiàn)理論來講,前端感應(yīng)器有多種形式,如紅外線感應(yīng)器、微波感應(yīng)器、聲納感應(yīng)器、線圈感應(yīng)器、條形線狀感應(yīng)器、視頻感應(yīng)器等,目前在各城市電子警察中主要使用的是線圈感應(yīng)器。
紅外線感應(yīng)器是在道路兩邊安裝紅外線發(fā)射與接收器,當(dāng)有紅外線的變化來檢測(cè)車輛的移動(dòng),這種感應(yīng)器在城市道路中干擾太大,安裝條件苛刻,在高速公路上可以使用,但推廣性不強(qiáng)。
微波感應(yīng)器是在道路邊立桿,安裝微波探測(cè)器,這種類似于微波報(bào)警器的感應(yīng)器也受到道路上大機(jī)動(dòng)車輛大動(dòng)機(jī)、行人等干擾,目前已不太使用。
線圈感應(yīng)器是目前電子警察使用中最多的一種感應(yīng)器,因其安裝方便,準(zhǔn)確率較高,而且價(jià)格低,被廣泛使用,但其檢測(cè)面積大,特殊狀態(tài)下使用不方便。
條形線狀感應(yīng)器是在原線圈感應(yīng)器基礎(chǔ)上研究發(fā)展的一種感應(yīng)器,其原理也是檢測(cè)移動(dòng)車輛切割磁力線而產(chǎn)生的電磁變化,但此種感應(yīng)器在路面施工簡(jiǎn)易,路面破壞少,可以適應(yīng)各種路面的標(biāo)志標(biāo)線,解決檢測(cè)車輛違章現(xiàn)象等。
視頻感應(yīng)器是近幾年剛出現(xiàn)的一種由計(jì)算機(jī)控制的硬、軟件結(jié)合式感應(yīng)器,其原理是檢測(cè)視頻警戒柜中圖象象素的變化,如果做成集成硬件模塊,則將大大提高檢測(cè)速度。
2、拍攝系統(tǒng)
拍攝系統(tǒng)是電子警察取得違章圖像,并記錄圖像的過程設(shè)備,其包括拍攝工具和控制器,從目前使用的電子警察來講,一般采用光學(xué)相機(jī)、數(shù)碼相機(jī),數(shù)碼攝像機(jī)等拍攝工具。
光學(xué)相機(jī)是最早期的電子警察所使用的拍攝工具,其性能穩(wěn)定,成像清晰度高,但因目前使用的照相機(jī)局限,而拍攝用膠卷張數(shù)有限,而且下載是人工定時(shí)換膠卷的麻煩。
數(shù)碼相機(jī)是目前常用的電子警察拍攝工具,其圖像下載方便,沒有其他費(fèi)用,但目前使用的數(shù)碼相機(jī)大多為民用型數(shù)碼,在室外工作時(shí),性能不可靠,特別是高溫狀態(tài)下會(huì)發(fā)生“死機(jī)”和亂拍。我們?cè)趯?shí)踐工作中,對(duì)相機(jī)進(jìn)行改造,使很多功能不工作從而減少自身發(fā)熱而使其正常工作。
攝像機(jī)是視頻電子警察最常用的拍攝工具,其性能穩(wěn)定,圖像傳輸方便,但由于其圖片分辨率差,而且夜晚拍攝時(shí)照明困難。
控制器是電子警察的心臟,它是連接感應(yīng)器,控制照相機(jī)(攝像機(jī))判別紅、綠燈信號(hào),進(jìn)行邏輯運(yùn)算以及輸出特定數(shù)據(jù)的儀器。目前我們大多使用單版機(jī)系統(tǒng)來制作,進(jìn)行微控制程序的編制采取“與。的方式進(jìn)行控制相機(jī)拍攝。
3、傳輸系統(tǒng)
目前采用的傳輸系統(tǒng)有手工下載(人工傳輸)和有線傳輸、無線傳輸三種。
手工下載是指人工換膠卷(卡)或用便攜電腦式設(shè)備將電子警察所在路口的圖像下載并帶回指揮中心的一種方式。
有線傳輸是指通過光纖或電纜(電話線)等進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像的方式。
無線傳輸是指通過公眾網(wǎng)(GPRS)等進(jìn)行無線無地域傳輸圖像的方式。
二、后期處理軟件
當(dāng)圖像被下載傳輸指揮中心以后,就需要對(duì)圖像進(jìn)行登記、編號(hào)、公告,再傳輸?shù)街行挠?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫,以備各種機(jī)關(guān)調(diào)用。
這套處理軟件也包括圖片及數(shù)據(jù)的分析,以提供各類違章數(shù)據(jù)信息。另外,電子警察拍攝到的圖片是作為根據(jù)使用,因此它應(yīng)有一個(gè)嚴(yán)格的防涂改過程,當(dāng)采用光學(xué)相機(jī)進(jìn)行拍攝時(shí),因?qū)Ω泄饽z片的修改較困難,所以一般不采用加密手段,而采用數(shù)碼相機(jī)拍攝時(shí),圖片就成為了電子文檔,因此對(duì)此類文檔的機(jī)密是非常必要的,也是非常重要的。
目前我們常用的加密手段有幾種,一種稱為硬件加密,在電子警察控制器里安裝一臺(tái)刻錄機(jī),數(shù)碼相機(jī)拍攝的每一幅圖片,都先將刻錄在光盤上,以后再通過各種手段下載傳輸。另外幾種成為軟件加密,即編制一套程序,內(nèi)置在控制器之內(nèi)以檢測(cè)拍攝的每一幅圖片的象素,將記錄下來,如圖片有修改,則將原始象素與現(xiàn)在象素進(jìn)行對(duì)比,還有一種軟件加密法是疊力口水印的方式,即圖片在拍攝下載時(shí),由控制程序隨機(jī)產(chǎn)生的透明波紋圖案疊加在圖片中合成并下載傳輸,形成圖片底紋,如圖片修改,則一定會(huì)破壞底紋,從而起到加密作用。
電子警察既然是拍攝車輛違章取得證據(jù)的手段,因此它就不僅可以抓拍闖紅燈的違章,而且它還可以抓拍到其各類違章,并對(duì)路口車輛的流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和路口信號(hào)燈時(shí)間的調(diào)配。
1、用兩個(gè)線圈的埋設(shè),就可以抓拍到超速的違章現(xiàn)象,并自動(dòng)記錄下時(shí)間和速度。
2、使用線型感應(yīng)器,就可以抓拍到違章變道、壓黃線的違章現(xiàn)象。
3、使用雙線圈的判別,就可以抓拍到逆向行駛或闖單行線的違章。
4、使用線圈感應(yīng)器,也可以抓拍到違章停車現(xiàn)象,并記錄下違停時(shí)間等。
5、將現(xiàn)有控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出,就可以將檢測(cè)到的路口綠燈時(shí)車流數(shù)量,傳輸?shù)叫盘?hào)機(jī)也可以對(duì)信號(hào)機(jī)進(jìn)行配時(shí)等。
以上只是列舉了幾種典型用法,只要對(duì)感應(yīng)器,拍攝工具、傳輸系統(tǒng)、后期軟件的充分開發(fā)與運(yùn)用,必將還有更多,更新的用法。
隨著科技的不斷發(fā)展,道路監(jiān)控手段也在不斷地提高,電子警察的性能與圖像拍攝、傳輸也在不斷發(fā)展。例如,江蘇鹽城地區(qū)安裝的電子警察就可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈無線發(fā)射采集控制、圖像自動(dòng)下載,無線傳輸、系統(tǒng)自停自恢復(fù)自啟動(dòng)、遠(yuǎn)程無線監(jiān)控電子警察工作狀態(tài)等功能,這必將大大提高各城市間交通管理部門之間的密切配合。當(dāng)有南京車在山東違章,車可能還沒有出山東,其違章圖片已發(fā)射到南京交通指揮中心了,同時(shí)其技術(shù)在高速公路上的運(yùn)用也大有發(fā)展,車輛在高速公路段的違章,在下一收費(fèi)站出口已有違章圖片,這必將對(duì)交通管理,交通安全帶來極大的好處。

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