電子警察是(shì)如何抓拍車輛違章

    電子警察是(shì)如何抓拍車輛違章

在抓拍過程中，抓拍機要配合LED補光燈配合使用，共計會抓拍三張照片，第一張反映車前輪壓停車線(xiàn)，第二張反映車尾過停車線(xiàn)，第三張則是(shì)路口全景的照片，而并不是(shì)像市民和網友(yǒu)認爲的隻有前輪過線(xiàn)并不算闖紅燈。同時，在信号燈變爲紅燈時，如果車輛在此前已經駛過停止線(xiàn)、但(dàn)因故停在路上，這種情況則不屬于闖紅燈，不過這樣的車輛應當在原地停車讓其他方向的車輛先行。

  根據規定，在信号燈爲紅燈時，隻要車輛前輪過了停止線(xiàn)，就屬于闖紅燈違法行爲。闖紅燈抓拍系統均是(shì)按照**相(xiàng)關規定設置的，在停止線(xiàn)位置設置有感應線(xiàn)圈，當信号燈變爲紅燈時，感應線(xiàn)圈開始工作，此時無論車輛是(shì)前輪還是(shì)四輪全部通過停止線(xiàn)，都屬于闖紅燈違法。因爲根據法律規定，信号燈在變爲紅燈時，車輛應當停在停止線(xiàn)外。

圖像型電子警察系統是(shì)目前交通監管的有效手段，其外部硬件設備通常包含4個部分：前端感應設備、控制器、抓拍攝像設備和後端傳輸設備。根據其前端感應設備的不同，圖像型電子警察系統可細分爲線(xiàn)圈型、雷達型和紅外型等。其工作原理：前端感應設備根據特定的檢測條件，發現(xiàn)到達(或離(lí)開)車輛，并發送感應信息到控制器，控制器判斷是(shì)否滿足抓拍條件，滿足則啓動相(xiàng)應的抓拍攝像設備(相(xiàng)機、攝像機等)進行抓拍，并将抓拍結果和感應信息通過後端傳輸設備上傳至服務器。

  圖像型電子警察系統抓拍的圖像質量是(shì)影響整體系統性能的相(xiàng)當重要因素。而圖像質量的關鍵問題在于成像裝置的調焦，調焦将直接影響抓拍成像的質量。爲獲得較爲清晰的圖像，便于識别機動車，被抓拍的機動車必須處于電子警察系統的景深範圍内。而從電子警察系統的前端感應設備檢測到車輛，到啓動抓拍設備拍攝這一過程是(shì)有延時的。延時不穩定或太大都會給圖像抓拍帶來困難。延時不穩定時，同樣車速的車輛抓拍位置會出現(xiàn)較大偏差：而延時太大又(yòu)會造成不同車速車輛的抓拍位置出現(xiàn)較大差異，成像系統難以實現(xiàn)清晰成像。因此測量和控制電子警察的抓拍延時是(shì)保證系統性能的有效手段。電子警察抓拍需經“感應→控制器→照相(xiàng)機(攝像機)”的過程，而其中每一環節都會帶來延時。例如雷達型電子警察的抓拍延時主要包括：從違章車輛進入(或離(lí)開)探測區域到雷達輸出速度信息的固定延遲；從控制器接收到速度數據到發送抓拍指令時數據處理産生的延時；從成像部分接收抓拍指令到抓拍的延時。其中雷達的數據輸出延時可從設備參數中直接獲得(一般約10 ms)；而控制器的數據處理延時和成像系統的延時通常無法直接獲得，需要專門測量。由于出現(xiàn)延時的環節多，要求高測量精度，并且多個環節難以同步，應用現(xiàn)有設備測量這些延時具有一定難度。因此，這裏提出了一種以雷達抓拍延時爲對象的電子警察抓拍延時測量方法。

  2 工作原理

  在雷達型電子警察系統中，雷達通過串口(RS232或RS485總線(xiàn))向控制器發送車輛的速度信息，無車輛時，雷達不發送數據或發送車速爲0的數據；當雷達檢測到車輛時．則發送速度值給控制器。電子警察控制器處理接收到的數據，按照一定算法确定控制成像部分是(shì)否抓拍。在實際運行中，爲了避免和減少誤觸發，電子警察控制器通常采用一些特定的處理技術，從而産生系統延時。

  圖1給出雷達型電子警察抓拍延時測量原理圖。其中計時顯示器爲專門設計的電子裝置，它能夠從接收到觸發信号開始以毫秒爲單位計時顯示。

  實際測量雷達型電子警察抓拍延時按如下步驟進行：①計時顯示器置于電子警察系統的攝像機拍攝範圍内；②将雷達的檢測數據同步發送給計時顯示器；③設定計時顯示器的觸發電路，在接收到雷達第一個有效數據時，啓動時間顯示器，開始計時；④電子警察系統接收到雷達檢測數據後，按照其工作流程抓拍，其抓拍的圖像包含計時顯示器所顯示的時間圖像；⑤從抓拍圖像中讀取時間數值，将該數值再加上雷達輸出延時就是(shì)電子警察系統整體的抓拍延時時間。

  該測量方法的關鍵是(shì)計時顯示器的設計．不同接口的觸發器和不同觸發規則的設定，分别适應不同類型的電子警察系統(如線(xiàn)圈型、雷達型等)和抓拍方式(如車頭抓拍、車尾抓拍等)，以下針對雷達型電子警察，詳細介紹适用于車頭抓拍和車尾抓拍的計時顯示器設計。

  3 計時顯示器設計

  3．1 硬件電路設計

  圖2給出計時顯示器的硬件設計原理電路。其中包括：①主控器件(ATl)：采用應用比較全部的AT89S5l單片機，它是(shì)整個計時顯示器的核心，用于讀取串口數據，觸發判斷并控制計時電路；②晶體振蕩器(X1)：12 MHz的有源晶體振蕩器(1個機器周期包括12個時鍾周期，因此1個機器周期爲lμs，能較準确産生1 ms的定時中斷)；③鎖存器(Ul、U2、U3)：采用74LS573，也可用74LS373，由于用攝像機拍攝顯示結果，因此顯示數據必須鎖定，而單片機AT89S51的I/O端口有限，采用鎖存器擴展并行輸出，如需要擴展3個并行輸出端口，則需要3個選能信号(P2．0、P2．1、P2.2)；④數碼管(DSl、DS2、DS3)：7段共陽極數碼管用于顯示計時時間。由于要測量的延時約爲幾百毫秒，使用3個數碼管就能滿足系統要求；⑤串行接口(MAX232)：由于RS232信号的電平邏輯與單片機的串行端口的電平邏輯不一緻，因此需要電平轉換。該系統采用MAX232器件。

  單片機AT89S51的P0端口作爲數據位與鎖存器相(xiàng)連，單片機串口經MAX232器件轉換後(圖2中的RXlD、TXD)接入電子警察系統(雷達的串口)。

  3．2 軟件程序設計

  軟件設計主要包括觸發判斷和計時顯示兩部分。

  3．2．1 觸發判斷

  判斷何時啓動計時電路開始計時。單片機串口通過緩沖器SBUF接收雷達的速度數據，接收一個比特數據，清掃RI标志位，然後再接收下一個數據。抓拍方式不同(車頭或車尾抓拍)，則觸發的條件也不同，觸發判斷如見(jiàn)表l所示。

  采用車尾抓拍時，由于觸發判斷時加入了延時，計時電路從10開始計時。

  3．2．2 計時顯示

  以毫秒爲單位進行計時和顯示控制，關鍵是(shì)配合拍攝需求的靜态顯示控制，即3位數字同時點亮。具體過程是(shì)：設定單片機定時器初值使其産生1 ms定時中斷，1ms定時時間到則相(xiàng)應位計數加1，選通相(xiàng)應使能位(個位對應P2．0，十位對應P2．1，百位對應P2．2)，通過查表将相(xiàng)應的數字轉換爲顯示碼，當計時時間達到999 ms時停止計時顯示。圖3給出個位的計時顯示控制程序流程。

  圖3 個位的計時顯示控制程序流程

  注意：數碼管的時間顯示間隔應與攝像機的拍攝速度相(xiàng)匹配，即要求曝光時間小于時間分辨率。如爲了獲得1 ms的延時測量分辨率，應将電子警察的快門速度控制在1／l 000 s以下；若快門速度爲1／500 s，時間分辨率隻能達到2 ms。若兩者不匹配，曝光時間大于時間分辨率，則導緻時間顯示重疊，無法讀取正确的時間數值。

  4 實驗結果

  将該計時顯示器應用于雷達型電子警察系統，采用具有外觸發功能的攝像機抓拍，進行延時測試，分别測量車頭抓拍和車尾抓拍的延時，每組測量50個數據。實際測量中，該電子警察系統在車頭抓拍時比較大延時12 ms，相(xiàng)當小延時6 ms，延時非常小，且延遲量穩定。在實驗測量車尾抓拍延時時(控制器判斷車輛離(lí)開的延遲設爲500 ms)發現(xiàn)延遲比較大值爲757 ms，相(xiàng)當小值爲748 ms，雖然延時較爲穩定，但(dàn)總延遲時間較長。在車速高的區域基本不能使用。

  5 結語

  結果說明，該計時顯示器設計的測量方法能方便有效地測量雷達型電子警察系統的抓拍延時。針對不同視頻(pín)的抓拍系統，隻需更改相(xiàng)應的計時顯示器輸入端觸發方式，即可實現(xiàn)延時測量。因此，該方法具有較好的适應性，擴展性及參考價值。

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