技术领域
[0001] 本
发明属于计算机应用程序领域，涉及一种用于深度学习车辆识别的车载视频数据采集系统。
背景技术
[0002] 近年来，随着互联网技术的迅速发展，智能交通领域的研究也在快速推进。如今，智能
汽车的发展越来越离不开车载摄像头的支持，因为在进行智能汽车的研究中，车载摄像头采集的数据可以进一步用于相关智能汽车领域技术的开发，例如:车辆识别、环境
感知等技术。然而市场上大部分的车载视频数据采集系统或
行车记录仪只能够采集视频信息，因而不能够很好地与这些领域的研究需求衔接起来，所以在大部分研究中，科研人员对这些设备采集的数据难以直接进行利用，因此开发一个专
门用于深度学习车辆识别的车载视频数据采集系统势在必行。
[0003] 目前在汽车上用于采集视频信息的设备为行车记录仪，这种设备一般能够对车辆行驶情况与前方环境进行监测并录像，它的主要功能是可以全程记录行车过程，给车主提供全面真实的行车记录；也可对突发交通事故提供有利的行车证据，利于事故双方责任的划分等等。但是行车记录仪一般只能储存视频数据而不能够将视频转换为图片的格式进行存储，所以不能够产生深度学习所需的数据集，研究人员也不能够根据其GPS信息而选择相关的感兴趣区域进行研究。所以开发专门用于深度学习车辆识别的车载视频数据采集系统对智能车辆的研究具有积极意义。这一系统不仅能够采集相关研究所需的视频图像数据，其还能存储与图像相匹配的GPS信息，而这些图像数据可作为深度学习训练所需的数据集，同时研究人员还可以通过GPS信息与自身的研究目的选择相关感兴趣区域进行研究。
[0004] 本发明基于车载摄像头、GPS模
块、开发板和显示屏，设计出一种可用于深度学习车辆识别的数据采集系统，具有便利性、新颖性的特点。
发明内容
[0005] 1.发明目的
[0006] 本发明针对现有车载视频数据采集系统或行车记录仪的弊端，通过利用开发板、高清摄像头、GPS模块和显示屏，设计出一款新型的可用于进行深度学习车辆识别的数据采集系统。
[0007] 2.本发明所采用的技术方案
[0008] 本发明是一种可用于深度学习车辆识别的车载视频数据采集系统，具体可通过以下步骤实现：
[0009] (1)车载视频采集系统的
硬件选型。选择合适的开发板、GPS模块、高清摄像头和显示屏。
[0010] (2)车载视频采集系统的
软件开发。使用Linux系统调用OpenCV软件对摄像头采集的视频信息进行处理，并对串口通信进行编程，实现串口信息的读取。而后解析GPS格式并对读取过程进行编程实现。
[0011] (3)车载视频采集系统的功能测试。对整个系统进行测试以验证系统的功能。
[0012] 3.本发明所产生的技术效果。
[0013] 本发明基于开发板、摄像头、GPS模块及显示屏，对整个数据采集系统进行编程以实现相应功能。其具有以下优点：
[0014] (1)本发明可以弥补现有行车记录仪或其他车载视频采集系统难以应用于智能车辆开发的不足，解决了深度学习车辆识别研究中
训练数据来源的问题。
[0015] (2)本发明可以对视频信息进行处理，获取深度学习需要训练及检测的数据集。
[0016] (3)本发明可以将视频信息转换为图片格式，并与GPS信息相匹配，因此科研人员可以选择相应的感兴趣区域进行研究。4.
附图说明
[0017] 图1为本发明的结构图
[0019] 图3为本发明采集的图片及与之对应的GPS信息5.具体实施方式
[0020] 下面结合附图，对本发明的实现过程进行详细解析，使得本领域的技术人员能够参照
说明书并实施。
[0021] 本发明提出一种基于开发板、GPS模块、摄像头和显示屏进行设计的车载视频采集系统，具体包括以下几个步骤：
[0022] 步骤一：首先对车载视频数据采集系统进行硬件的选型。本发明的采集硬件主要由以下四个部分组成：开发板，USB摄像头、GPS模块和显示屏。出于对成本、便利性及性能的考虑，选择Nanopi M3开发板作为研发平台，Nanopi M3采用了三星八核的A53高性能处理器S5P6818，其动态运行主频为400M-1.4GHz，这保证它在进行视频处理时候的运行速率，而且其计算能
力突出，同时Nanopi M3开发板的体积比较小，方便之后的安装携带，虽然其体积较小，但是
接口较多，综合以上优点，选择Nanopi M3开发板作为主要研发平台。
[0023] 对摄像头进行选择时，根据实际的应用情况并结合成本考虑，最终选择格式为1080P的摄像头，其组成比较简单，它的USB接口直接同开发板串口相连，从而能够通过串口通信编程从Linux系统中读取摄像头信息。
[0024] 在选择GPS模块时，也考虑了综合因素，了解到GPS模块的主要作用是能够实时
定位模块所处的
位置信息，最终选择的GPS模块信息如下，其由一个串口和一个USB接口与外接口相连，并且采用新的U-blox 8代72通道GPS芯片，它使用标准DB9接口的RS232通讯协议，其使用5V或USB接口提供稳定
电压，保证GPS信息的稳定接收，从而能获取详细的定位信息。通过进一步对程序进行开发，使GPS信息与采集的视频图片相匹配，从而达到记录视频图片详细位置信息的目的。而本发明对显示屏的选择无严格要求，所以随机选择了一个19寸的显示屏。
[0025] 步骤二：车载视频采集系统的软件开发。本发明采用OpenCV作为辅助软件进行视频采集系统的开发，OpenCV可以为本发明提供
计算机视觉应用上的支持，它具备较强的
图像处理能力，且还具有多种编程语言的接口，例如C++、C、Python和Java等，并支持Linux、Windows、Android和Mac OS等操作平台。而本发明通过编程实现对OpenCV的调用，使其对摄像头采集的视频信息进行处理后转换为图片并储存于开发板中，而在本发明中，采用Linux作为操作平台并使用C++编程语言对车载视频采集系统进行开发。
[0026] 软件设计主要是在开发板上进行，将接口连接完毕之后，如图1所示，打开显示屏开机，在Linux系统下运用C++语言对OpenCV的函数进行调用，编译并运行程序，实现其对USB摄像头的读取，并进行视频数据的采集和视频转换图片的存储。采集过程主要是将采集的每一
帧视频图像压缩成jpg格式的图片，然后存储下来,同时把GPS信息保存到TXT文件中并使每一条GPS信息与每张图片相匹配。
[0027] 而在此之前要对串口通信进行编程，串口通信的编程是输入与读取GPS信息中最
基础和最重要的一个步骤，对于串口来说，其通信方式大概可以分为两类：并行通信与串行通信。串口通信需要借助三根接线来实现，分别是地线、发送线和接
收线。对于两个要在彼此间建立通信关系的设备来说，它们之间串口参数必须一致，从而才能使信息得到传输。而在配置串口时，对串口进行操作按照以下步骤进行：1)打开串口；2)配置串口；3)读写串口；4)关闭串口。而在配置串口时，对一些串口参数进行设置，比如：波特率、数据位数、奇偶校验和停止位等。在读写串口时，使用ReadFile和WriteFile等语句进行串口的读写。
[0028] 通过对串口通信参数的配置，使得GPS模块能够顺利接收并读取GPS信息。
[0029] 完成对串口参数进行设置之后，采集平台开始对GPS信息进行接收，GPS的基本功能是可以对全世界的任意地点进行持续不断的实时监控，可以对任意目标进行定位、测速，同时对客户提供导航服务。所以要读取GPS信息需要对GPS的格式进行解析和对实现读取过程进行编程。对GPS格式进行解读后，通过C++语言进行GPS相关代码的编写，实现对GPS信息的读取。
[0030] 完成以上步骤即可实现对车载视频数据采集系统的开发。
[0031] 步骤三：对完成的车载视频数据采集系统进行测试。通过将其安装在测试车辆上，调整好摄像头位置，使其监控范围为整个车前方，通过驾驶车辆运行收集数据，得到如图3所示的数据信息，其中采集的视频信息被程序调用的OpenCV转化为图片格式并被储存在开发板中，而与每张图片相对应的GPS信息以TXT格式亦存储在开发板中，且GPS信息与每张图片相对应，从而相关研究人员即可根据GPS信息选择感兴趣的区域进行相关领域的研究。
[0032] 上述发明的实施方式并不受上述
实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
