[发明专利]一种基于视频采集及处理技术的车辆行驶安全数据记录系统

权利要求书

1、一种基于视频采集及处理技术的车辆行驶安全数据记录系统，其特征在于，包括：

负责视频信号采集和信号传输的视频信号采集模块；

用来对冗余的视频信号进行检测、对含有噪声的数据进行清洗处理、并能向其他模块发出报告的视频信号自动清洗模块；

负责实时采集车辆的工作状况参数，并将参数数据上传至总线的控制台数据采集模块；

用来协调其他模块工作、提供数据接口、存储相关数据、并对数据进行一定的分析处理，当系统出现异常时分析原因并进行提示的数据存储及处理模块。

上述模块中，视频信号采集模块通过连接视频信号自动清洗模块接入CAN总线；控制台数据采集模块与数据存储及处理模块直接接入CAN总线；构成一套嵌入式系统。

2、根据权利要求1的数据记录系统，其特征在于，所述视频信号采集模块使用高速摄像头采集视频信号，具体采用菲利普SPC900NC高速摄像头，每秒拍摄90帧图像，体积小、安装方便、对焦速度快、驱动编写简单，并提供了USB2.0接口；同时将采集的数据实时传送到CAN总线，再由总线上的其他模块接收。

3、根据权利要求1的数据记录系统，其特征在于，所述控制台数据采集模块在采集车辆的各类信号时，各类信号先由轮速传感器、方向盘转向角传感器、纵/横加速度传感器、油压传感器、油位传感器等传感器进行收集，再对其中的模拟信号进行A/D转换，对开关量信号进行光电耦合，对脉冲信号进行整形和分频等处理，最后传送至总线控制芯片，由其根据CAN通信协议对信号进行打包，形成符合CAN总线数据帧的格式，以报文方式发送。

4、根据权利要求1或3的数据记录系统，其特征在于，所述控制台数据采集模块采用CAN总线作为数据传输网络，同时采用SJA1000或MCP2510芯片对信号进行采集和转换，并在信号采集芯片和CAN总线间增加CAN总线控制器和CAN收发器来增强对数据的控制和抗干扰功能。

5、根据权利要求1的数据记录系统，其特征在于，所述视频信号自动清洗模块利用两台采集摄像机所采集的视频模拟信号经过图像处理板上的两块视频解码器转换为两路数字信号，把这两路视频信号送入DSP的CPU中，对信号进行噪声检测，如果噪声值处于规定的域值内则不需要处理，否则使用滤波器对信号进行去噪处理，通过CPU处理后的数字信号通过总线传输至数据存储及处理模块。

6、根据权利要求1或5的数据记录系统，其特征在于，所述视频信号自动清洗模块中设有两个辅助的存储器：32M的同步动态随机存储器、64M的闪存，它们都通过处理器的外部存储器接口于之无缝连接。

7、根据权利要求1的数据记录系统，其特征在于，所述数据处理和存储模块对从CAN总线输入的数据进行进一步的处理和格式化，并将数据存储到数据库中；在处理数据的同时对车辆的行驶状态进行分析，如果出现异常情况，实时发出警告；对于视频信号自动清洗模块输入的视频信号进行视频压缩，并采用循环存储方式将其存储在Flash RAM中；对外提供USB接口和串口接口，方便加载外部设备。

8、根据权利要求1或7的数据记录系统，其特征在于，所述数据处理和存储模块具体采用Intel公司PXA270处理器为核心处理器，操作系统采用嵌入式Linux系统，使用4GB容量的可擦写Flash RAM作为数据存储部件，其中固化了操作系统、硬件抽象层、API库函数等信息，RAM芯片是用来存储程序运行过程中需要用到的各类数据。

9、根据权利要求1或5的数据记录系统，其特征在于，视频信号自动清洗模块中的噪声检测处理算法具体步骤为：

(1)选取一个长度为N(20-N-40)的一维数据块，对N个数据排序，取最大的数据为X_max，最小的数据为X_min；

(2)确定域值T的取值，根据噪声分布类型选取一个调节变量t，t一般不大于10，T_max＝X_max-t；T_min＝X_min+t；实际中还有其他一些方法来确定T的取值，视具体的应用情况来定。域值T选取的好，则标记图像噪声点就准确。

(3)对信号点和噪声点进行判断，取当前需要检测的一帧图像中的一个象素X_i，选取它的特征值和域值T进行比较，若T_min＜X_i＜T_max，则该象素点为信号点，若T_min＞X_i或T_max＜X_i，则该点为噪声点，不含噪声点的帧可以直接输出，含有噪声点的信号需要传输至滤波器进行滤波处理。