交通道口拍照控制系统设计
（文献综述）
1 前 言
作为国民经济的基础，交通运输发挥着重要的作用，并且是衡量一个国家现代化程度的标志之一。我国国民经济的快速发展促进了对交通运输的各种需求，使得交通运输与社会经济生活越来越紧密联系起来，交通基础设施和交通运输成为经济生活中最活跃的因素之一。过去，人们依靠增加基础设施来解决交通运输紧张；随着经济与技术的发展，它不再是唯一的方法。自90年代以来，电子信息技术被引入到道路运输系统中，进一步应用到水运、铁路和航空的管理和数据交换中，称之为智能运输系统(Intelligent Transport System一ITS)。人们希望通过 ITS来，可以实现运输效率提高、安全保障和环境保护的目的。
随着我国交通建设的迅速发展，机动车量的不断增加，交通问题也越来越突出，在这种前提下，智能交通系统开始得到应用，作为发展智能交通系统的一部分，交通道口拍照控制系统也得到了广泛的研究。交通道口拍照控制系统俗称 “电子警察” ，是集可视化技术、图像处理技术、 自动控制技术、 计算机通讯技术以及数据库管理技术为一体的， 近些年发展起来的新技术。用它可以全天候自动监测道路交叉口的闯红灯信号的违章行为， 并能对违章车辆进行监测记录、 拍摄照片， 协助交通管理部门对违章驾驶员进行处罚教育， 促使其自觉遵守交通法规， 增强道路交通安全意识， 减少违章和事故， 确保道路交叉口交通畅通。
交通道口拍照控制系统，主要由前端自动检测部分、数据传输部分和后台管理部分这 3 个部分组成。
2 正 文
2.1 车辆的检测
应用在道路交通的信息检测手段主要有微波多谱勒检测、感应线圈检测、超
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声波检测、红外线视频检测、视频检测等，其主要的优缺点总结如下表2.1所示；
表2.1道路交通的信息检测方法
检测方法 超声波检测 微波多谱勒检测 在恶劣气候下性能出色，能不能检测静止或低速行驶的车辆，直接检测速度 以向前方式用定向天线跟踪单车道 可为事故管理者提供可视大型车辆可能会遮挡随行的小型图像，能提供大量交通管理车辆，阴影、积水反射可能会照成信息，单台摄像机和处理器检测误差； 可检测多车道； 昼夜可采用统一算法而解决昼夜转换问题，可提供大量交通管理信息； 线圈电子放大器己标准化，技术成熟，易于掌握，计数非常精确； 可能需要很好的红外线焦平面检测线，即通过提高功率，降低可靠性来实现高灵敏度； 安装过程对可靠性和寿命影响很大，修理或安装需中断交通，影响路面寿命，易被重型车辆、路面修理等损坏;无法检测非机动车与行人。 优点 体积小，易于安装； 缺点 性能随环境温度和气流影响而减低； 视频检测 红外线视频检测 感应线圈检测 目前国内采用较多的是感应线圈的监测方法，然而由于原理性的限制，在检测非机动车和行人方面有着先天的缺陷，同时，也无法检测如直行道右转等相对复杂的机动车违法违规行为。而高度智能化的基于机器视觉的视频检测技术却能够精确可靠的完成这些任务。每一个集成了智能视频移动对象检测器的卡口和电子警察就像配备了一位不知疲倦的战士，能够实时、精确、稳定的捕捉往来车辆
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和行人的踪迹，并自动检测机动车辆的多种违法违规行为并保存有效的图像证据。交通视频车辆检测技术是目前国际上交通信息采集技术的研究热点。
2.2 图片拍摄
照片拍摄是只能交通抓拍系统的核心工作，当获取到检测单元发出的违章确认信号以后，抓拍单元随即启动以记录违章车辆的违章行为和相关重要违章信息为科学执法提供依据。目前广泛使用的抓拍单元有两种：数码相机和工业摄像。 数码相机具有高像素的优点，可以拍摄出清晰的巨幅照片，从而能够以单台设备监控比较大的区域，例如 3-4 个车道，且配合补光系统能够昼夜不间断工作，但其也存在相应时间较慢、 控制方式相对繁琐等缺点； 工业摄像机直接输出模拟信号，经视频采集卡处理截图，控制方式非常简单，响应延时非常短（远低于数码相机系统） ，其缺点是分辨率较低，近景摄像机只能监控一个车道，且一般而言夜晚的表现较差。
目前智能交通行业正在密切关注世界先进的视频、图像拍摄单元的进展，新的技术会不断克服现有设备存在的缺点，以期获得更好的拍摄效果并具备更好的性能和适应性。
2.3 系统控制
对于系统的核心控制，目前该领域主要存在两种做法，即采用工控机集成控制以及采用嵌入式系统分布式控制。工控机一般安装 Windows 操作系统，软件兼容性较好，也较容易开发，通常一台主机控制多个检测拍照设备，结构比较简单，但作为商业设备，硬件关联度较低，比较容易被复制，并且因为是集成式控制，因此对于具体的单元来说，可靠性相对较低（主机一旦故障，则所有单元 都无法工作） ；潜入式系统即采用嵌入式主板或者单片机独立进行检测和拍照控制，这类系统通常安装嵌入式 Linux、WinCE 等嵌入式操作系统，体积较小，节省存储空间，分布是控制，可靠性较高，硬件关联度较大，难以被恶意复制，其缺点也是明显的，成本较高，软件开发和维护难度相对较大。
这两种做法均各有优缺点，目前都有现场在实际应用，从未来的发展来看，
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随着硬件成本的降低，嵌入式系统将以其更大的灵活性、更高的可靠性以及良好的商业技术保密性，会在智能交通领域获得更多用户的青睐。
2.4 信息传输
在智能交通领域最重要的通信技术就是网络通讯，在监控系统中，需要将路口违章信息传回控制中心， 因此网络传输必不可少。 一般分为有线传输和无线传输，有线传输有利用电话线的 ADSL 传输和利用光纤的高速宽带传输。无线传输技术主要是 GSM 和 GPRS。短信息服务是属于数字移动通讯系统 GSM 的电信业务，价格便宜，数据传输量大，利用 GSM 数字移动技术可实现车载单元和控制中心信息交互。GPRS 是一种采用分组交换和传输技术的高速、低速数据及信令的高效率数据传输方式，突破了 GSM 只提供电路交换的限制。在 ITS 系统中，采用 GPRS 网在车内系统、路边系统和监控中心之间进行通信。随着网络技术的发展，网络通信必将更加快捷，为 ITS 的网络化发展提供更加有力的支持。
2.5 车辆视频检测
车辆的检测与跟踪系统通常包括感兴趣区域(Region Of Interesting, ROI) 提取、车辆检测、车辆跟踪等三个模块由摄像头拍摄得到实时交通场景的视频序列图像，然后对序列图像进行 R01 提取:车辆检测模块根据一定的图像处理方法和准则判断某 ROI 区域是否为车辆。检测出车辆后，可在跟踪模块对车辆进行跟踪。由检测和跟踪的结果可以分析提取出交通流量参数，如车速、车流密度、转向信息等。交通场景中车辆对象的实时检测与跟踪是基于视频的交通监测系统中最重要也是最基本的步骤，是视频检测法的核心，检测与跟踪的正确与否直接关系到智能交通系统决策的正确性。针对视频图像传感器所得到的交通序列图像，人们提出了许多视频图像处理和分析方法。
3 总 结
本课程设计叙述了智能交通系统成为利用高新技术对传统的运输系统进行改造而形成的一种信息化、智能化、社会化的新型运输系统，它涵盖了电子技术、
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信息科技、模式识别、传感器技术等多门学科，是国家科研攻关的重点项目之一。交通道口拍照控制系统设计的大致思路：首先在十字路口的斑马线附近安装感应线圈，当红灯亮时，若有车辆进入感应线圈，拍照系统就进行拍照；拍照后，系统进行自动处理，将车辆的车牌号，及违规图像传到网络中，前端软件完成对图像的车牌识别、信息处理、信号传输，后端软件完成对各个路口的信息收集、信息核对、保存、统计、查询等功能。
通过本次的设计，参考了大量的资料，让我学到了很多关于传感器、图像处理及单片机的知识，使我受益匪浅。
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