[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

说明书

技术领域：

本发明涉及汽车安全和信息数据记录领域，特别涉及一种用于记录机动车行驶过程中的视频信息及安全信息的嵌入式系统。

背景技术：

随着目前机动车辆数量的急剧增加，相关的安全事故呈现快速增长的态势，这些事故也给国家和人民财产带来巨大损失，且根据新道路交通安全法规定，意外事故发生后当事人需收集证据，但是大部分情况下的取证工作都具有相当的困难，所以发明一种可以记录机动车辆行驶综合安全信息的系统，可以达到约束驾驶人员的不良习惯、遏制疲劳驾驶、超速行驶等违章行为，并保障机动车辆行驶交通安全，对于道路安全事故事后的分析鉴定也具有重要意义。

目前市场上的行驶信息记录仪器普遍是按照八九十年代的国家记录仪规范进行设计，已经落后于现代电子设备的设计标准，且记录的多是车辆行驶的部分数据信息，加之使用成本和设备体积等问题，只有部分大型的长途客车在出厂时安装有行驶信息记录仪，且记录的数据标准不一，不能用来作为分析事故权责的有力佐证，另外还有一部分记录仪器在设计时没有考虑到使用者的隐私权益，记录了一部分可能侵犯使用者隐私权的信息，使得产品难以推广。

发明内容：

鉴于上述技术问题和目前该应用领域的实际需求，本发明的目的是提供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。作为一种可嵌入式的应用系统，该系统可以实时采集、分析、记录机动车辆在行驶过程中各类安全数据。

下面具体描述本发明的技术方案：

这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，其结构主要包括四个部分：

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。

这四个模块中，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(CAN-CONTROLLER AREA NETWORK，控制器局部网)总线，并和直接接入CAN总线的控制台数据采集模块和数据存储及处理模块构成本发明所述的嵌入式系统。

当然，上述每个模块的具体设置如下：

(1)视频信号采集模块：

该模块使用高速摄像头采集视频信号，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。

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。

(2)控制台数据采集模块：

该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。

传输层方面，我们采用目前较先进的CAN总线作为数据传输网络，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。

(3)视频信号自动清洗模块：

该模块应用两台采集摄像机，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。

为了对需要处理的视频数据进行缓冲，在该模块中设有两个辅助的存储器：32M的同步动态随机存储器(SDRAM)、64M的闪存(Flash Memory)，它们都通过处理器的外部存储器接口(EMIF)于之无缝连接。它们的主要用途分别是：64M的闪存用来存放处理器的系统软件及动态链接库函数，32M的SDRAM用于扩充处理器的内存空间，存储处理时的图像数据。

(4)数据处理和存储模块：