[发明专利]一种基于图像异常的电子警察系统补光灯故障检测方法

说明书

一、技术领域

本发明属计算机应用的智能交通范畴，尤其涉及计算机图象处理领域，具体是一种基于图像异常的电子警察系统补光灯故障检测方法。 

二、背景技术

近年，随着社会经济的快速发展和城市人口日益增多，机动车保有量迅速增长，造成交通拥堵非常明显，交通事故明显上升，在城市交通中，闯红灯、逆行、超速、违章变道等现象时有发生，每年造成大量的人员伤亡与财产损失，给国家、社会和家庭带来严重问题，为了规范驾驶员的驾驶行为，减少交通事故的发生，现在很多城市都在路口建立电子警察系统。 

电子警察系统就是在红绿灯路口安装500万(或200万)像素高清数字摄像机，并连接红绿灯信号系统，对通过路口的所有车辆进行检测，当车辆出现违章情形时，系统自动抓拍车辆的违章图像，并自动识别违章车辆的号牌，以作为车辆闯红灯处罚的有效证据。 

随着电子警察系统在国内的大量建设，电子警察设备的维护工作已非常大，由于电子警察系统设备属于户外设备，设备长期受到暴晒与雨淋，容易出现故障，其中，夜间为摄像机进行补光的LED补光灯，最易出现故障。由于补光灯出现故障后，夜间车辆检测与车牌识别会受到很大的影响，因此，如何在补光灯出现故障后能对故障进行自动判断，并及时告警修复异常重要。 

电子警察系统补光灯通常采用LED频闪补光灯，LED补光灯中最易出现故障的地方是LED灯珠和控制板，LED灯珠易因老化后烧坏，常规LED补光灯的寿命通常只有2～3年。LED补光灯故障主要有两类：1)补光灯光线减弱，通常是补光灯出现少量灯珠坏，使补光灯光线减弱；2)补光灯不亮，通常是补光灯灯珠全部烧坏或者补光灯控制板损坏。 

为使电子警察系统能够良好地运行，当补光灯设备出现故障后，如何采用简单快捷的方法对设备故障情况进行判断，并及时告警非常重要，这不仅保障设备能及时得以维修，还能减少大量的人力对设备进行定期的巡查。 

三、发明内容

本发明的目的是针对电子警察系统补光灯设备易出现故障的问题，提供一种通过统计高清摄像机抓拍的车辆图像，计算车辆检测率与车牌识别率，对补光灯故障及时做出判断，并 及时对故障进行报警处理的方法。本方法可以及时对补光灯故障进行判断，分析故障类型，对故障情况进行及时报警，方便技术人员及时维护故障设备，保障系统正常运行；无需耗费大量的人力、物力和财力对前端设备进行定期巡查，降低维护成本。 

本发明的基本思路是：由于补光灯出现故障后，夜间抓拍车辆图像亮度降低，车辆检测率与车牌识别率会迅速降低。通过分析车辆检测率与车牌识别率下降比例，判断补光灯属于哪类故障，并进行报警处理。这种思路是基于电子警察系统中摄像机和补光灯的设置：由于1个500万(或200万)像素相机通常会覆盖2～3根车道，每根车道需要1盏补光灯，因此，一个相机关联2～3个补光灯，这2～3个补光灯一般同时坏的可能性较小，通常故障是其中一个补光灯不亮或是光亮减弱，本发明根据多个地方电子警察系统补光灯故障后图像出现的变化进行分析发现，当一个补光灯出现损坏后，该车道的图像效果较差，色彩较暗，而其他车道影响不大，直接采用图像的色彩亮度变化来判断补光灯异常，不能取得好的效果。电子警察系统对每辆经过路口的车都进行图像抓拍与车牌识别，因此，本发明采用对车辆的检测率与车牌识别率来判断该车道的车辆检测与车牌识别是否异常，以此判断补光灯是否存在问题，并且判断是灯珠部分损坏还是全部损坏。 

本发明的目的是这样实现的：采用电子警察系统高清摄像机抓拍的车辆图像与车牌识别为基础，计算单位时段内车辆流量与车牌识别率，对单位时段内车辆流量和车牌识别率与相同时段正常车辆流量和车牌识别率进行比较，判断该车道的车辆检测与车牌识别是否异常，根据比较是否超过设定的车辆流量和车牌识别率异常时补光灯的灯珠部分损坏或者灯珠全部损坏情况的阈值，判断补光灯是否存在问题，进行补光灯故障的检测。 

首先获取电子警察设备处于正常情况下前X天每个车道的过车数据，并以1个小时为时段单位，统计每一天各时段每根车道的车辆流量N_ijk、车牌识别率R_ijk，然后统计前X天的数据，统计每天同一时段的平均车辆流量和车牌识别率