可变限速情况下的超速抓拍执法取证方法

摘要

本发明提供了一种可变限速情况下的超速抓拍执法取证方法，该方法包括建立超速抓拍执法取证装置：包括视频采集单元、超速抓拍单元以及微波检测单元；视频采集单元包括防水外壳以及抓拍摄像头；超速抓拍单元包括从无线通信模块、控制器、高清摄像头以及测速仪。本发明中的视频采集单元可实时获取改变后的限速值，并将该新的限速值传输给超速抓拍单元，超速抓拍单元以新的限速值作为车辆是否超速的依据，是一种可变限速情况下的超速抓拍执法取证方法，本发明能够实现天线射频辐射的宽窄度调节，有效降低信号干扰，同时还能够对可变限速标志进行实时拍摄和图像分析获取限速值，从而为超速抓怕提供限速数据，实现在可变速情况下的超速监测。

说明书

技术领域

本发明涉及一种监控系统及监控方法，尤其是一种用于道路超速监控的监控系统及监控方法。

背景技术

近年来，我国高速公路建设的发展非常迅速。自1988年建成我国第一条高速公路以来，到2010年底，我国高速公路通车里程达到7.3万km。根据《国家高速公路网规划》，我国正在全力以赴地加快国家高速公路网主骨架建设，到2020年，基本建成国家高速公路网。届时，中国高速公路通车总里程将达10万km。新路网由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称为“7918”网。

我国的高速公路线路长，环境变化大，可变限速多，因此对高速公路的超速违法取缔的执法取证非常困难，所以需要提出一种可广泛应用于高速公路等环境的可变限速情况下的超速抓拍执法取证方法，来解决在高速公路上取缔可变限速情况下的超速违法行为提供执法依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的监测设备难以对可变限速情况下的超速违法行为进行抓拍取证，所以如何在车辆经过时对车辆进行拍照成为问题的关键。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种可变限速情况下的超速抓拍执法取证方法，包括如下步骤：

步骤1，建立可变限速情况下的超速抓拍执法取证装置，在可变限速标志的道路前方10~20米处安装固定支架，在固定支架的横梁上通过U形上固定座和U形下固定座安装视频采集单元和微波检测单元，在可变限速标志的道路后方2~3千米处安装超速抓拍单元；

所述可变限速情况下的超速抓拍执法取证装置，包括视频采集单元、超速抓拍单元以及微波检测单元；视频采集单元包括防水外壳（1）以及抓拍摄像头（5）；超速抓拍单元包括从无线通信模块、控制器、高清摄像头以及测速仪；

在防水外壳（1）的前侧面板上设有抓拍窗口（2）；在抓拍窗口（2）内竖向设置有摆轴（6）；抓拍摄像头（5）安装在摆轴（6）上，且位于抓拍窗口（2）内；在防水外壳（1）的侧面旋合设置有一根水平角度调节螺栓（7）；水平角度调节螺栓（7）的螺杆端水平穿过防水外壳（1）的侧面后球形铰接在抓拍摄像头（5）的侧面上；在防水外壳（1）前侧下方边缘处铰接有安装支撑板（9）；在防水外壳（1）的下侧球形铰接有一根俯仰角度调节螺杆（10）；俯仰角度调节螺杆（10）的下端穿过安装支撑板（9），并在俯仰角度调节螺杆（10）上旋合有调节螺母（11）和紧固螺母（12）；调节螺母（11）和紧固螺母（12）分别位于安装支撑板（9）的上下两侧；在安装支撑板（9）的下侧固定设有两个U形上固定座（13）；

在单元外壳（25）的上方左侧铰接有倾斜调节板（17），在单元外壳（25）的上方右侧设有调节支座（21）；在调节支座（21）上转动式设有旋转板（22）；在倾斜调节板（17）下方铰接有倾斜调节螺杆（20）；倾斜调节螺杆（20）穿过旋转板（22）并在倾斜调节螺栓（20）上旋合倾斜固定螺母（24）和倾斜调节螺母（23），且倾斜固定螺母（24）和倾斜调节螺母（23）分别位于旋转板（22）的两侧；在倾斜调节板（17）的上侧设有两个U形下固定座（14）；U形上固定座（13）与对应位置处的U形下固定座（14）一侧铰接，另一侧通过安装螺栓（15）固定连接；

在防水外壳（1）的后侧设有控制箱（8）；在控制箱（8）内设有微处理器、存储器以及主无线通信模块；微处理器分别与抓拍摄像头（5）、存储器以及主无线通信模块相连；控制器分别与从无线通信模块、高清摄像头以及测速仪相连；主无线通信模块与从无线通信模块无线通信；微处理器的数据采集端通过数据线（18）连接至AD转换器的输出端；

步骤2，调节俯仰角度调节螺杆和水平角度调节螺栓使抓拍摄像头能够同时拍摄到车道和可变限速标志，根据道路宽度以及微波检测单元相对道路的位置调节倾斜调节螺杆使天线向下对准道路，调节拉杆的上端位置以及转轴的位置，从而对天线的辐射进行限定并阻挡返回的干扰信号；

步骤3，由微波检测单元实时检测道路上各个车道的车辆路过信息，若检测到有车辆路过，则由微处理器控制抓拍摄像头进行图像抓拍，并对抓拍的车辆图片进行处理获得车牌号以及可变限速标志图像中的限速值，再按照车牌号将车辆图片存储在存储器中，同时通过主无线通信模块和从无线通信模块通信将限速值发送至超速抓拍单元的控制器；

步骤4，超速抓拍单元的控制器根据接收的限速值作为速度阈值，将测速仪的当前测量值与速度阈值进行比较，若当前测量值超过速度阈值，则控制高清摄像头进行拍照取证，获得证据照片；

步骤5，由控制器控制从无线通信模块与主无线通信模块进行通信，将证据照片发送至微处理器，由微处理器对接收的证据照片进行图像处理，获得证据照片中的车牌号，再根据证据照片中的车牌号查询存储器中相应车牌号的车辆照片；

步骤6，由微处理器将查询获得的车辆照片和对应的证据照片合并为违章照片。

作为本发明的可变限速情况下的超速抓拍执法取证方法的进一步限定方案，微波检测单元包括单元外壳（25）、上端固定螺栓（30）、下端固定螺栓（31）、天线（32）以及两个分别安装在单元外壳（25）左右两侧的屏蔽机构；在单元外壳（25）内设有发射机、收发分离器、IQ混频器、带通滤波器以及AD转换器；在单元外壳（25）的左右两侧均竖向设有两个相对的条形孔（26）；屏蔽机构包括屏蔽板（28）和拉杆（29）；在屏蔽板（28）的上边缘处设有一个转轴（27）；转轴（27）的两端通过两个下端固定螺栓（31）安装在单元外壳（25）侧面的两个条形孔（26）上；拉杆（29）的下端铰接在屏蔽板（28）上，上端通过上端固定螺栓（30）安装在条形孔（26）上；天线（32）安装在单元外壳（25）的下方，且位于左右两个屏蔽板（28）之间；发射机连接至收发分离器的发射输入端；收发分离器的收发端连接至天线（32）；收发分离器的接收输出端连接至IQ混频器的输入端；IQ混频器的输出端连接至带通滤波器的输入端；带通滤波器的输出端连接至AD转换器的输入端；AD转换器的输出端用于输出数字式微波检测信号。

采用抓拍摄像头能够获取车辆图片和可变速标志，为后期车辆超速保留证据，同时能够对可变限速标志进行实时拍摄，由微处理器进行图像分析获取限速值，从而为超速抓怕提供限速数据，实现在可变速情况下的超速监测；采用视频采集单元和超速抓拍单元实时通信，从而使超速抓拍单元获取最新的限速值，并将抓拍的证据照片与之前拍摄的车辆图片合成为违章照片，为超速违章执法提供了有力的证据。

作为本发明的可变限速情况下的超速抓拍执法取证方法的进一步限定方案，微处理器按照存储时间定时删除存储器中超过时间阈值的车辆图片。采用定期删除超过时间阈值的车辆图片，能够有效节省存储空间，缓解微处理器的图片管理压力。

作为本发明的可变限速情况下的超速抓拍执法取证方法的进一步限定方案，时间阈值为50分钟。设定50分钟的时间阈值能够确保2~3千米区间内的车辆完全驶过，不会出现误删的情况。

作为本发明的可变限速情况下的超速抓拍执法取证方法的进一步限定方案，微处理器对接收的证据照片进行缓冲，再根据接收时间先后顺序逐个进行图像处理，从而获得各个证据照片中的车牌号。采用缓冲存储能够确保每个证据照片都能够获得有效处理，防止出现拥堵，增强系统的可靠性。

本发明提供了一种可变限速情况下的超速抓拍执法取证装置，包括视频采集单元、超速抓拍单元以及微波检测单元；视频采集单元包括防水外壳以及抓拍摄像头；超速抓拍单元包括从无线通信模块、控制器、高清摄像头以及测速仪；

在防水外壳的前侧面板上设有抓拍窗口；在抓拍窗口内竖向设置有摆轴；抓拍摄像头安装在摆轴上，且位于抓拍窗口内；在防水外壳的侧面旋合设置有一根水平角度调节螺栓；水平角度调节螺栓的螺杆端水平穿过防水外壳的侧面后球形铰接在抓拍摄像头的侧面上；在防水外壳前侧下方边缘处铰接有安装支撑板；在防水外壳的下侧球形铰接有一根俯仰角度调节螺杆；俯仰角度调节螺杆的下端穿过安装支撑板，并在俯仰角度调节螺杆上旋合有调节螺母和紧固螺母；调节螺母和紧固螺母分别位于安装支撑板的上下两侧；在安装支撑板的下侧固定设有两个U形上固定座；

在单元外壳的上方左侧铰接有倾斜调节板，在单元外壳的上方右侧设有调节支座；在调节支座上转动式设有旋转板；在倾斜调节板下方铰接有倾斜调节螺杆；倾斜调节螺杆穿过旋转板并在倾斜调节螺栓上旋合倾斜固定螺母和倾斜调节螺母，且倾斜固定螺母和倾斜调节螺母分别位于旋转板的两侧；在倾斜调节板的上侧设有两个U形下固定座；U形上固定座与对应位置处的U形下固定座一侧铰接，另一侧通过安装螺栓固定连接；

在防水外壳的后侧设有控制箱；在控制箱内设有微处理器、存储器以及主无线通信模块；微处理器分别与抓拍摄像头、存储器以及主无线通信模块相连；控制器分别与从无线通信模块、高清摄像头以及测速仪相连；主无线通信模块与从无线通信模块无线通信；微处理器的数据采集端通过数据线连接至AD转换器的输出端。

采用水平角度调节螺栓能够在安装时调节抓拍摄像头的拍摄方向，确保抓拍摄像头对准可变速标志和道路；采用俯仰角度调节螺杆能够在安装时调节视频采集单元的俯仰拍摄角度，确保抓拍摄像头能够拍摄到合适的图片；采用倾斜调节板和倾斜调节螺杆的设置，能够在安装时调节微波检测单元的左右朝向，确保微波检测单元对准道路。

作为可变限速情况下的超速抓拍执法取证装置的进一步限定方案，在U形上固定座和U形下固定座的U形面上间隔设置有三角棱。采用三角棱无论是安装在方形横梁还是在圆形横梁上均能够起到很好的防转动作用，尤其是在方形横梁时，能够直接扣到方形横梁的棱角边缘上。

作为可变限速情况下的超速抓拍执法取证装置的进一步限定方案，在防水外壳上侧设有防护板；防护板延伸覆盖至控制箱上方。采用防护板能够对防水外壳和控制箱进行有效防护。

作为可变限速情况下的超速抓拍执法取证装置的进一步限定方案，在防护板的前侧边缘处设有向上倾斜的檐板。采用檐板能够对防水外壳的前侧进行防护，遮挡雨水和灰尘。

本发明的有益效果在于：（1）采用屏蔽机构的屏蔽板对天线射频辐射的宽窄度进行调节，能够有效降低信号干扰，增强微波检测单元的检测可靠性；（2）采用拉杆和条形孔的配合能够实现屏蔽机构的屏蔽板的高度和倾斜角度的调节，满足现场安装屏蔽角度和高度的要求，增强微波检测单元的普适性；（3）采用视频采集单元的抓拍摄像头能够获取车辆图片和可变速标志，为后期车辆超速保留证据，同时能够对可变限速标志进行实时拍摄，由微处理器进行图像分析获取限速值，从而为超速抓怕提供限速数据，实现在可变速情况下的超速监测；（4）采用视频采集单元和超速抓拍单元实时通信，从而使超速抓拍单元获取最新的限速值，并将抓拍的证据照片与之前拍摄的车辆图片合成为违章照片，为超速违章执法提供了有力的证据。（5）本发明特别适用于高速公路。例如，高速公路正常情况下，最高限速为120km/h，但是在出现雨、雪、雾等恶劣天气时，交通管理部门要降低最高限速，此时，交通管理部门就可以实时可变限速标志中的限速值。若使用本发明的超速抓拍执法取证方法，视频采集单元可以实时获取改变后的限速值，并将该新的限速值传输给超速抓拍单元，超速抓拍单元以新的限速值作为车辆是否超速的依据。

附图说明

图1为视频采集单元和微波检测单元前视结构示意图；

图2为视频采集单元和微波检测单元右视结构示意图；

图3为视频采集单元和微波检测单元电路原理示意图；

图4为超速抓拍单元电路原理示意图；

图5为可变限速情况下的超速抓拍执法取证方法流程图。

图中:1、防水外壳，2、抓拍窗口，3、防护板，4、檐板，5、抓拍摄像头，6、摆轴，7、水平角度调节螺栓，8、控制箱，9、安装支撑板，10、俯仰角度调节螺杆，11、调节螺母，12、紧固螺母，13、U形上固定座，14、U形下固定座，15、安装螺栓，16、三角棱，17、倾斜调节板，18、数据线，20、倾斜调节螺栓，21、调节支座，22、旋转板，23、倾斜调节螺母，24、倾斜固定螺母，25、单元外壳，26、条形孔，27、转轴，28、屏蔽板，29、拉杆，30、上端固定螺栓，31、下端固定螺栓，32、天线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1-3所示，微波检测单元包括：单元外壳25、上端固定螺栓30、下端固定螺栓31、天线32以及两个分别安装在单元外壳25左右两侧的屏蔽机构；在单元外壳25内设有发射机、收发分离器、IQ混频器、带通滤波器以及AD转换器；在单元外壳（25）的左右两侧均竖向设有两个相对的条形孔26；屏蔽机构包括屏蔽板28和拉杆29；在屏蔽板28的上边缘处设有一个转轴27；转轴27的两端通过两个下端固定螺栓31安装在单元外壳25侧面的两个条形孔26上；拉杆29的下端铰接在屏蔽板28上，上端通过上端固定螺栓30安装在条形孔26上；天线32安装在单元外壳25的下方，且位于左右两个屏蔽板28之间；发射机连接至收发分离器的发射输入端；收发分离器的收发端连接至天线32；收发分离器的接收输出端连接至IQ混频器的输入端；IQ混频器的输出端连接至带通滤波器的输入端；带通滤波器的输出端连接至AD转换器的输入端；AD转换器的输出端用于输出数字式微波检测信号。

如图1-4所示，本发明提供的可变限速情况下的超速抓拍执法取证装置包括：视频采集单元、超速抓拍单元以及上述的微波检测单元；视频采集单元包括防水外壳1以及抓拍摄像头5；超速抓拍单元包括从无线通信模块、控制器、高清摄像头以及测速仪；

在防水外壳1的前侧面板上设有抓拍窗口2；在抓拍窗口2内竖向设置有摆轴6；抓拍摄像头5安装在摆轴6上，且位于抓拍窗口2内；在防水外壳1的侧面旋合设置有一根水平角度调节螺栓7；水平角度调节螺栓7的螺杆端水平穿过防水外壳1的侧面后球形铰接在抓拍摄像头5的侧面上；在防水外壳1前侧下方边缘处铰接有安装支撑板9；在防水外壳1的下侧球形铰接有一根俯仰角度调节螺杆10；俯仰角度调节螺杆10的下端穿过安装支撑板9，并在俯仰角度调节螺杆10上旋合有调节螺母11和紧固螺母12；调节螺母11和紧固螺母12分别位于安装支撑板9的上下两侧；在安装支撑板9的下侧固定设有两个U形上固定座13；

在单元外壳25的上方左侧铰接有倾斜调节板17，在单元外壳25的上方右侧设有调节支座21；在调节支座21上转动式设有旋转板22；在倾斜调节板17下方铰接有倾斜调节螺杆20；倾斜调节螺杆20穿过旋转板22并在倾斜调节螺栓20上旋合倾斜固定螺母24和倾斜调节螺母23，且倾斜固定螺母24和倾斜调节螺母23分别位于旋转板22的两侧；在倾斜调节板17的上侧设有两个U形下固定座14；U形上固定座13与对应位置处的U形下固定座14一侧铰接，另一侧通过安装螺栓15固定连接；

在防水外壳1的后侧设有控制箱8；在控制箱8内设有微处理器、存储器以及主无线通信模块；微处理器分别与抓拍摄像头5、存储器以及主无线通信模块相连；控制器分别与从无线通信模块、高清摄像头以及测速仪相连；主无线通信模块与从无线通信模块无线通信；微处理器的数据采集端通过数据线18连接至AD转换器的输出端；在U形上固定座13和U形下固定座14的U形面上间隔设置有三角棱16；在防水外壳1上侧设有防护板3；防护板3延伸覆盖至控制箱8上方；在防护板3的前侧边缘处设有向上倾斜的檐板4。

如图5所示，本发明提供的可变限速情况下的超速抓拍执法取证方法包括如下步骤：

步骤1，建立可变限速情况下的超速抓拍执法取证装置，在可变限速标志的道路前方10~20米处安装固定支架，在固定支架的横梁上通过U形上固定座13和U形下固定座14安装视频采集单元和微波检测单元，在可变限速标志的道路后方2~3千米处安装超速抓拍单元；

步骤2，调节俯仰角度调节螺杆10和水平角度调节螺栓7使抓拍摄像头5能够同时拍摄到车道和可变限速标志，根据道路宽度以及微波检测单元相对道路的位置调节倾斜调节螺杆20使天线32向下对准道路，调节拉杆29的上端位置以及转轴27的位置，从而对天线32的辐射进行限定并阻挡返回的干扰信号；

步骤3，由微波检测单元实时检测道路上各个车道的车辆路过信息，若检测到有车辆路过，则由微处理器控制抓拍摄像头5进行图像抓拍，并对抓拍的车辆图片进行处理获得车牌号以及可变限速标志图像中的限速值，再按照车牌号将车辆图片存储在存储器中，同时通过主无线通信模块和从无线通信模块通信将限速值发送至超速抓拍单元的控制器；

步骤4，超速抓拍单元的控制器根据接收的限速值作为速度阈值，将测速仪的当前测量值与速度阈值进行比较，若当前测量值超过速度阈值，则控制高清摄像头进行拍照取证，获得证据照片；

步骤5，由控制器控制从无线通信模块与主无线通信模块进行通信，将证据照片发送至微处理器，由微处理器对接收的证据照片进行图像处理，获得证据照片中的车牌号，再根据证据照片中的车牌号查询存储器中相应车牌号的车辆照片；

步骤6，由微处理器将查询获得的车辆照片和对应的证据照片合并为违章照片。

其中，微处理器按照存储时间定时删除存储器中超过时间阈值的车辆图片；时间阈值为50分钟；微处理器对接收的证据照片进行缓冲，再根据接收时间先后顺序逐个进行图像处理，从而获得各个证据照片中的车牌号。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。