一種可自動控制汽車制動的智能交通系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于智能交通技術領域，尤其涉及一種超速制動和鳴笛抓拍系統。
【背景技術】
[0002]為了減少因超速而造成的交通事故，在大中城市的街道上都安裝了全天候的超速監測，方便對違章行為進行實時監控和處理。采用這樣的方式就存在一些問題，比如當駕駛員知道有超速監測時，可能會立即減速，如果減速過急，就可能導致后面車輛的駕駛人員來不及減速，從而造成追尾事故等。另外，在有些住戶較為密集的街道上不允許鳴笛，但卻有不少司機違規鳴笛，影響城市居民的生活。因此為減緩此類事件的發生，有必要涉及一種可以自動制動超速車輛、抓拍鳴笛和闖紅燈車輛的系統，方便交通管理人員對此類事件進行管理，減少安全事故的發生和改善居民生活環境。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為解決汽車容易追尾、闖紅燈和鳴笛車輛的抓拍問題，提供一種可自動控制汽車制動的智能交通系統，能夠自動對超速車輛進行制動、抓拍鳴笛和闖紅燈車輛，有效減少了安全事故的發生，也改善了居民生活環境。
[0004]為達到上述目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的:
一種可自動控制汽車制動的智能交通系統，包括
信號燈狀態檢測單元，用于檢測和輸入信號燈的狀態；
車輛檢測單元，用于根據中央控制單元的指令檢測紅燈狀態下十字路口是否有車輛經過；
車速檢測單元，用于檢測車輛的行駛速度；
GPS定位單元，用于定位超速車輛；
汽車制動單元，用于根據中央控制單元的指令自動控制超速車輛的車速以及控制闖紅燈車輛停車；
鳴笛噪聲采集單元，用于采集汽車的鳴笛聲波信號；
鳴笛噪聲識別單元，用于濾波，篩選出鳴笛聲波信號；
噪聲源定位單元，用于定位該鳴笛聲波信號的來源；
圖像采集單元，用于采集鳴笛車輛的圖像數據；
中央控制單元，用于根據上述各單元檢測到的數據作出比較判斷和發出控制指令，控制汽車制動單元對超速車輛和闖紅燈車輛進行制動，以及控制圖像采集單元自動抓拍鳴笛和闖紅燈的車輛；中央控制單元還連接有用于存儲數據的數據庫，數據庫中預置有該道路的限定車速數據和十字路口的車輛強制制動區域數據等；
交通中心管理單元，用于接收上述各單元經中央控制單元處理后的數據；
信號燈狀態檢測單元、車輛檢測單元、車速檢測單元、GPS定位單元、汽車制動單元和圖像采集單元均連接于中央控制單元，鳴笛噪聲采集單元、鳴笛噪聲識別單元和噪聲源定位單元依次連接后由噪聲源定位單元連接于中央控制單元，中央控制單元經4G無線網絡與交通中心管理單元通信連接。
[0005]進一步的，汽車制動單元設置于汽車上，汽車制動單元連接有制動驅動單元，制動驅動單元設有4G無線網絡模塊，中央控制單元與4G無線網絡模塊通過4G無線網絡進行通信連接，中央控制單元發出的制動指令經4G無線網絡傳輸給制動驅動單元，從而驅動設置于汽車上的汽車制動單元。
[0006]進一步的，圖像采集單元包括能見度檢測模塊、圖像存儲模塊、圖像去噪模塊和至少一個圖像抓拍模塊，圖像抓拍模塊的數量根據現場實際環境設置。
[0007]進一步的，圖像抓拍模塊采用CCD攝像機，最低拍攝頻率為20幀/秒，各CCD攝像機的拍攝頻率相差5幀/秒。
[0008]進一步的，能見度檢測模塊采用透射式能見度檢測儀。
[0009]進一步的，圖像去噪模塊采用自適應維納濾波器或形態學噪聲濾除器。
[0010]進一步的，中央控制單元采用X86架構的芯片。
[0011]進一步的，鳴笛噪聲采集單元、鳴笛噪聲識別單元和噪聲源定位單元采用麥克風聲源定位技術。
[0012]進一步的，圖像采集單元通過4G無線網絡與中央控制單元通信連接。
[0013]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
0.本發明采用上述方案，就可以同時實現鳴笛車輛的定位抓拍和汽車超速自動制動，避免了現有技術中的技術較為單一的問題，而且本發明還增加了 GPS定位單元，用于針對超速車輛和闖紅燈車輛的定位，相比于現有技術，這樣更能夠準確定位，汽車制動單元可以自動接受中央控制單元發出的制動指令，將汽車行駛速度控制在預置的汽車速度以下，當其車速再次超過預置的汽車速度時，又會再次重復以上制動過程，從而有效控制汽車的車速；另外，本發明的中央控制單元采用4G無線網絡與交通中心管理單元通信連接，相比于現有技術中的3G網絡，明顯加快了數據的傳輸速率，在街道上的車輛多的時候，也能提供較好的數據傳輸服務，而隨經濟和技術的發展，4G無線網絡頁越來越普及，其成本也會越來越低，因此，本發明能夠在保證生產成本的前提下，具備更好的處理效率，解決了鳴笛車輛的定位抓拍和汽車超速自動制動的問題，方便交通管理人員對交通和居民生活環境進行管理和改善。
[0014]2).本發明的圖像采集單元還采用了能見度檢測模塊，使得中央控制單元可以根據現場能見度的變化選擇合適的CCD攝像機，這樣一來，對鳴笛車輛的抓拍，能夠提供更優的拍攝效果，適應了不同的環境，相比于現有技術中只可以對鳴笛車輛進行較單一環境的抓拍，技術效果明顯更好。
【附圖說明】
[0015]圖1本發明的總體結構示意圖；
圖2本發明的圖像采集單元與中央控制單元的關系示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合【附圖說明】本發明的實施例。
[0017]參考圖1~圖2，本發明提供的是一種可自動控制汽車制動的智能交通系統，包括信號燈狀態檢測單元，用于檢測和輸入信號燈的狀態；
車輛檢測單元，采用車輛檢測器，用于根據中央控制單元的指令檢測紅燈狀態下十字路口是否有車輛經過；
車速檢測單元，采用了安裝于汽車上的車速傳感器，用于檢測車輛的行駛速度；
GPS定位單元，用于定位超速車輛；
汽車制動單元，用于根據中央控制單元的指令自動控制超速車輛的車速以及控制闖紅燈車輛停車；
鳴笛噪聲采集單元，用于采集汽車的鳴笛聲波信號；
鳴笛噪聲識別單元，用于濾波，篩選出鳴笛聲波信號；
噪聲源定位單元，用于定位該鳴笛聲波信號的來源；
圖像采集單元，用于采集鳴笛車輛的圖像數據；
中央控制單元，用于根據上述各單元檢測到的數據作出比較判斷和發出控制指令，控制汽車制動單元對超速車輛和闖紅燈車輛進行制動，以及控制圖像采集單元自動抓拍鳴笛和闖紅燈的車輛；中央控制單元還連接有用于存儲數據的數據庫，數據庫中預置有該道路的限定車速數據和十字路口的車輛強制制動區域數據等；
交通中心管理單元，用于接收上述各單元經中央控制單元處理后的數據；
信號燈狀態檢測單元、車輛檢測單元、車速檢測單元、GPS定位單元、汽車制動單元和圖像采集單元均連接于中央控制單元，鳴笛噪聲采集單元、鳴笛噪聲識別單元和噪聲源定位單元依次連接后由噪聲源定位單元連接于中央控制單元，中央控制單元經4G無線網絡與交通中心管理單元通信連接。
[0018]參考圖1~圖2，上述各單元的具體結構和基本原理如下所述:
汽車制動單元設置于汽車上，汽車制動單元連接有同樣設置于汽車上的制動驅動單元，制動驅動單元設有4G無線網絡模塊，中央控制單元與4G無線網絡模塊通過4G無線網絡進行通信連接，中央控制單元發出的制動指令經4G無線網絡傳輸給制動驅動單元，從而驅動設置于汽車上的汽車制動單元。
[0019]制動驅動單元除4G無線網絡模塊外，還包括MCU，MCU上設有驅動汽車制動單元自動制動的驅動電路模塊和給整個單元提供電源支持的電源模塊；制動驅動單元的4G無線網絡模塊接收中央控制單元發出的制動指令，并將該制動指令發送到MCU進行分析處理，該MCU處理后，確認是制動指令的，通過從GPS定位單元獲取的超速車輛的具體方位等數據，控制該超速車輛制動，且制動過程的總時間可以預先設置于數據庫中。
[0020]圖像采集單元包括能見度檢測模塊、圖像存儲模塊、圖像去噪模塊和至少一個圖像抓拍模塊，圖像抓拍模塊的數量根據現場實際環境設置，圖像采集單元通過4G無線網絡與中央控制單元通信連接。
[0021]各個CCD攝像機面對車輛行駛的方向設置于十字路口信號燈桿上。
[0022]能見度檢測模塊采用透射式能見度檢測儀，并具有以下特點:1).監測數據穩定、及時和準確；2).獨特的瞄準裝置；3)獨創的鏡頭保護裝置，無需進行鏡頭清洗；4).安裝和調試快捷，可選擇移動和固定兩種安裝方式；5).壓鑄鋁外殼，表面噴塑，防護等級IP66 ;6).基線可選10M、15M ;7).采用WINDOWS界面，易于操作。
[0023]圖像抓拍模塊采用CCD攝像機，最低拍攝頻率為20幀/秒，各CCD攝像機的拍攝頻率相差5幀/秒，中央控制單元根據當透射式能見度檢測儀檢測的能見度高低選擇合適拍攝頻率的CCD攝像機；能見度檢測模塊可根據天氣的實際情況，如晴天、大霧、大雨等調節圖像抓拍模塊的拍攝頻率，提高了車輛圖像的捕獲力。
[0024]圖像去噪模塊采用自適應維納濾波器或形態學噪聲濾除器，提高了拍攝違規車輛的圖像的清晰度；自適應維納濾波器，能根據圖象的局部方差來調整濾波器的輸出，局部方差越大，濾波器的平滑作用越強；它的最終目標是使恢復圖像f~(x，y)與原始圖像f(x, y)的均方誤差e2=E[(f(X，y)-Γ(X，y)2]最小；該方法的濾波效果比均值濾波器效果要好，對保留圖像的邊緣和其他高頻部分很有用，不過計算量較大；維納濾波器對具有白噪聲的圖象濾波效果最佳；而形態學噪聲濾除器，將開啟和閉合結合起來可用來濾除噪聲，首先對有噪聲圖象進行開啟操作，可選擇結構要素矩陣比噪聲的尺寸大，因而開啟的結果是將背景上的噪聲去除；最后是對前一步得到的圖象進行閉合操作，