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新型数码电子警察

新型数码电子警察

一、前言

    闯红灯自动记录系统,通常称为电子警察,常见的实现方式有三种:视频电子警察、数码电子警察、数码视频组合电子警察。以往,数码电子警察的缺陷主要有:一,快门时滞长,拍摄的第一张照片上的车辆已经冲出停车线很长一段距离;二,闪光灯充电时间长,拍摄第二张照片时闪光灯不能闪光;三,不能有效地控制数码相机,要么相机掉电后不能重新启动,要么不能根据光照出条件的变化调整相机的曝光参数。四,要改造相机,引出快门线、聚焦线来拍摄照片,但相机人为改造后,就无法要求维保。本文介绍的数码电子警察系统,采用嵌入式Linux操作系统、对数码相机进行纯软件控制,解决了上述的缺陷,使数码电子警察的质量得到了很大提高。
    目前市场上出现了一些针对交通行业应用的“高分辨率工业(智能)数字摄像机”, 但它们有几个缺点:一、照片质量无法与数码相机的照片质量相比。二、价格贵,一台的价格甚至是一台数码相机价格的几倍。三、仍然无法独立成系统,实现很好的自动化。四、处于试用阶段。

二、硬件结构
        1、主要设备
        •数码相机,一台,选用Olympus系列数码相机,如SP-350,  E-410 E-420 E-520。
        •数码相机外接闪光灯,大功率室外型,两只,如北京银燕的SDW-80M。
        •嵌入式单板电脑,一块,可选用3″板、5″板或PC104板,应配备PC104插槽、RJ45网口、USB2.0、串口、CF卡插座,如威达电的WAFER-C400。
        • pc104总线IO卡,一块,自制,8路TTL电平或开关量车辆检测器信号输入,4路7.5V交流红灯相位信号输入,3路单刀双掷继电器输出。具有机箱温度检测电路,单板电脑可通过串口获得机箱的实时温度。
        •车辆检测器,一块或两块。
        •变压器,一块或两块,把220V交流变压到7.5V交流。
        •电源模块。

        2、硬件连结
        硬件结构如下图所示:
         •闪光灯接在数码相机的外接闪光灯接口上,数码相机通过USB引线接在单板电脑的USB接口上。
        •220V交流红灯相位经变压器变压到7.5V,再接到PC104总线IO卡上。
        •车辆检测器信号接到PC104总线IO卡上,PC104总线IO卡插在单板电脑的PC104总线插槽上。
        • pc104总线IO卡的温度检测模块经串口连接到单板电脑。
        • pc104总线IO卡的继电器输出可用于控制数码相机、闪光灯、机箱风扇等是否工作。
        数码相机连续拍摄时可以连续发出闪光同步信号,所以要连续闪光,要么选择回电时间很短的闪光灯,要么控制两个闪光灯依次闪光。回电时间短的闪光灯很少,已知的一款价格又很贵,闪光指数也不满足要求。我们设计了控制两个闪光灯交替闪光的电路,解决了晚间连续拍摄时对闪光灯的要求。

三、软件特色
        单板电脑上运行经裁剪的Linux操作系统,软件系统大小不到4M,存储在CF卡中,具有如下特点:
        •纯软件方式控制数码相机工作。对于Olympus系列数码相机,我们完全掌握了其USB方式的通信协议,可在Linux下对数码相机进行参数设置、照片拍摄、照片下载,能够完成Windows下数码相机SDK的所有功能。软件方式控制数码相机工作,避免了对数码相机进行改造,简化了系统实现的复杂度,提高了可靠性、灵活性。软件方式拍摄照片的另一个优点是:拍摄的照片可不经过数码相机的存储卡,而是直接传输到单板电脑。
        •Olympus相机提供了模拟快门半按的软件命令,此时进行测光并锁定曝光方式、聚焦、白平衡等参数,然后如果再发拍摄命令可立即拍摄,没有快门时滞。 被锁定的参数还可通过软件命令解锁。利用这一特点,可实现对第一张照片拍摄位置的准确控制,如拍摄车辆压在停车线上的情况。由此,如果拍摄两张照片就能反映车辆闯红灯过程,并且都是高分辨率的数码照片。
        •中断方式检测红灯相位信号、车辆检测器信号。红灯相位信号、车辆检测器信号发生变化时,PC104总线IO卡向单板电脑发送中断请求,单板电脑在IO卡的中断服务程序中读取红灯相位信号、车辆检测器信号。采用中断检测方式,减轻了单板电脑CPU的负荷,CPU负荷从将近100%降到了20%甚至更少。
        •机箱温度检测功能。数码相机在高温时将自我保护关机,保护温度大约在55℃到60℃。我们通过PC104总线IO卡上的温度传感器实时检测机箱温度,在机箱温度达到数码相机高温保护温度之前主动关闭相机,温度正常后再恢复数码相机工作。另外检测到的机箱温度也用于控制是否需要使用风扇为相机降温。如南京地区,一年中只有很少的时间机箱的温度能达到相机的保护温度,高温下短时间让系统停止工作也属正常。这种方式要比使用空调式机箱实用、可靠、经济得多。
        •完善的故障检测、故障自动恢复功能。软件实时检测单板电脑、数码相机的工作状态,一般故障发生时系统会自动重启,恢复正常运行。
        •远程维护功能。单板电脑通过RJ45网口连网后,可在其它计算机上通过网络对系统进行远程维护。包括以下内容:
        (1)、更新工作程序
        (2)、更新单板电脑IP地址
        (3)、配置软件工作参数
        (4)、检测红灯相位信号、车辆检测器信号是否正常
        (5)、如果单板电脑使用笔记本硬盘存放照片,检测笔记本硬盘是否工作正常
        (6)、下载照片
        (7)、控制单板电脑重启或安全关机
        (8)、数码相机拍摄测试并显示照片
        (9)、显示机箱温度
        (10)、设置数码相机的各种参数。可决定设置的参数在单板电脑重新启动后是否要继续使用。
        •照片下载方式灵活。有以下的照片下载方式可供选择:
        (1)、实现传输。如果单板电脑与中心服务器之间有1MBPS以上的网络连结,拍摄的照片可实时发送到中心服务器。
        (2)、人工下载。如果单板电脑与中心之间没有网络连结,可用笔记本电脑到现场通过RJ45网口下载照片。此时单板电脑需要使用大的CF卡或另接笔记本硬盘保存照片。
        (3)、CDMA无线方式下载。单板电脑上安装一个USB接口的CDMA无线网卡,在夜间网络比较空闲的时间段,系统在几个时间点中随机选择一个,自动拨号连入Internet网,把照片发送到指定的服务器。这种方式适合于每月包30小时的CDMA无线上网方式。
        •照片上可叠加文字说明信息和防篡改水印图像。照片下载软件在照片下载的同时在照片上叠加用户指定的文字信息,如时间、地点、违章原因等,也可在照片上叠加防篡改水印图像。我们掌握了在JPEG图像中叠加防篡改水印图像的技术。

四、技术优势
        •整个系统只需要一台嵌入式单板电脑。
        •软件采用嵌入式Linux操作系统。
        •实现了Linux下对数码相机的纯软件控制。
        •拍摄的照片可立即下载,拍摄、下载同时进行。
        •可根据环境光照条件的变化,为数码相机设置适合的拍摄参数,确保无论是白天还是晚间,无论光照条好还是差都能拍摄出理想的照片。
        •拍摄两张清晰的高分辨率数码相机照片,第一张反映红灯期间车辆压在停车线上的状态,第二张反映红灯期间车辆越过停车线的装态。
        •所有的处理都在单板电脑的内存中进行,当单板电脑上的CF卡不用来保存照片时,CF卡以只读方式工作,不易损坏。
        •支持多种照片下载方式。
        •系统结构紧凑、稳定可靠。

五、主要性能
        •一个方向一套系统,可同时控制4个车道,。
        •单车道双线圈方案,支持8路线圈输入。
        •支持4路红灯相位输入,同方向几个车道可共用一个红灯相位。
        •一次闯红灯过程包括两幅高分辨率数码相机照片,可清晰反映闯红灯过程。

[ 本帖最后由 smq 于 2009-2-13 12:37 编辑 ]
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系统己支持olympus单反相机,如e500、e410、e510等, 实用性提高很多。主要的优点是采用linux操作系统控制及无需改造数码相机。有样品可供测试。

可连拍2、3或4张照片

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效果照片

这是sp350的效果照片. 天气很热

[ 本帖最后由 smq 于 2007-7-18 14:01 编辑 ]
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图上看不到你埋的线圈痕迹啊

图上看不到你埋的线圈痕迹啊,不是新的吗?

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回复 #4 lcjd001 的帖子

线圈两年前就埋好了, 因为河南一个项目要纯数码的,拍两张,就在一个路口做测试。图中的照片是2007年7月18号13点多拍的,设备己装上了好几天。当时温度很高(35度),相机仍正常工作。拍的照片实时传到路边机柜中的一台计算机上。因为这台计算机有防火墙,真正闯红灯的照片没传回来(把防火墙关掉后,就正常了)。我们就自己测试了一次. 看到的照片就是测试时拍的. 谢谢您的关注

[ 本帖最后由 smq 于 2007-7-25 23:13 编辑 ]

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回复 #4 lcjd001 的帖子

您仔细看, 在停车线前后都有线圈(相隔不到1m),停车线前的线圈照片上就很明显。车辆到第2个线圈时发拍摄命令, 普通连拍速度,拍两次

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e410效果_1

再发三张照片,图中是车辆离开第一个线圈开始拍的,如果在车辆到达第二个线圈拍,就能看到压在线上的情况了。是到达二个线圈拍还是离开第一个线圈拍,可以配置
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e410效果_2

为了符合256K和限制,硬从600多K压缩下来
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e410效果_3

一组三张,完毕。由于压缩的原因,照片质量损失不小
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你好,急需了解这一方面

你好,我是做工程,现在有这样电子警察这样的工程,急需这解这一块,请加QQ:896108369

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经常有网友问我相关情况,谢谢各位

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楼主挺认真的。技术值得商榷

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用过很多套了(近160套)。一年半时间后,基本良好,比预期好的多

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图片1
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图片2
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