技术领域
[0001] 本
发明涉及一种视频记录领域，尤其是一种基于
图像处理技术的路况信息实时监测记录仪器及其记录方法。
背景技术
[0002] 随着城市机动车保有量的迅速增加，道路情况日趋复杂，交通事故逐渐增多。实时拍摄的路况信息是判定交通事故责任的重要依据。目前以
行车记录仪为主要形式的路况信息记录设备智能简单地拍摄路面情况并将其连续存储于存储设备中。由于对事故处理等行车记录需求有用的信息往往只有事故发生前后的数十秒，其余的信息都是冗余的，不必存储的，这造成了存储空间的严重浪费。同时，目前的行车记录仪器只是简单的录制存储路况信息，不能分析路况信息，路况信息的价值没有得到发挥。
发明内容
[0003] 本发明目的在于提供一种节省存储空间、去除冗余信息、自动改变运行模式的路况信息实时监测车载记录仪器及其记录方法。
[0004] 为实现上述目的，采用了以下技术方案：
[0005] 本发明所述的一种路况信息实时监测车载记录仪器，由三个摄像头、一个高清
照相机、信息采集模
块、信息实时处理分析模块、控
制模块和存储模块组成；三个摄像头分别安装在
汽车前挡
风玻璃、左
后视镜、右后视镜上，车前
挡风玻璃摄像头的镜头朝向正前方，左后视镜摄像头的镜头朝向左侧斜前方并与车窗摄像头形成60～65度的夹
角，右后视镜摄像头的镜头朝向右侧斜前方并与车窗摄像头形成60～65度的夹角；高清照相机安装在车辆顶部前端
位置，高清照相机、三个摄像头与信息采集模块相连，信息采集模块的输出端与信息实时处理分析模块连接，信息实时处理分析模块与
控制模块连接，控制模块的输出端分别与存储模块、信息采集模块相连；信息采集模块通过摄像头获取车前方或车侧方的路况图像信息并传输至信息实时处理分析模块，信息实时处理分析模块对图像信息进行分析处理并将结果发至控制模块，控制模块根据信息处理结果对信息采集模块、三个摄像头、高清照相机、信息实时处理分析模块和存储模块进行控制。
[0006] 所述信息实时处理分析模块，由高速缓存RAM、存储系统预设情景模式的ROM、进行图像处理及匹配分析的ARM处理器通过电气线路连接组成。
[0007] 本发明所述的一种路况信息实时监测记录方法，包括如下步骤：
[0008] a、在车窗前挡风玻璃下方及左右两侧后视镜前方分别安装摄像头，三个摄像头的视场中心互成60～65度，在车内安装车载记录仪器和
单片机，通过三个摄像头采集车前方和车侧方路况图像
信号；
[0009] b、对采集到的信号以25～35
帧/S的
采样速率提取图片；
[0010] c、利用图像处理的方法识别监测图像，将检测到的图像存储为RGB
像素矩阵，同时转化为相应的特征矩阵，与事先储存在信息实时处理分析模块ROM中的系统预设情景模式进行匹配，根据匹配结果对车载记录仪器和三个摄像头进行控制；所述监测图像与系统预设情景模式的匹配方法，应用图像处理技术、主题语义分析技术、
模式识别技术对监测图像进行处理，预设判定
阈值，当监测图像与系统预设图像的匹配度在阈值范围内时判定为匹配，否则判定为非匹配；
[0011] d、若监测图像与系统预设情景模式匹配时，则单片机向车载记录仪器发出启动信号，控制车载记录仪器拍摄路况图片或录制实时视频；
[0012] e、若监测图像与系统预设情景模式不匹配时，则单片机向车载记录仪器发出停止拍摄路况图片或录制实时视频的信号；
[0013] f、根据匹配的系统预设情景模式类别的不同，自动产生
控制信号，控制车载记录仪器在拍照模式与摄像模式之间的转换，摄像模式可根据匹配结果在高
分辨率工作状态和低分辨率工作状态之间自动调整。
[0014] 与
现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0015] 1、利用图形处理的方法计算出实时路况与系统预设情景模式的匹配度，控制车载记录仪在特定的路况下开启存储设备并存储路况信息。实现路况信息的实时监测处理和选择性存储，有效去除冗余路况信息，节约存储空间。
[0016] 2、根据判定的情景模式类别自动调整车载记录仪的工作模式，拍摄视频或仅拍摄图像以进一步去除冗余信息，调整拍摄视频或图像的分辨率以实现对于重要的路况信息获取更为清晰的视频或图像，对一般信息采用较低分辨率的视频或图像，以节约存储空间，延长记录周期并对重要的信息给予更为清晰突出的显示。
附图说明
[0018] 图2是本发明记录仪器的安装位置图。
[0020] 图4是
实施例3中CBIR
算法结构图。
[0021] 附图标号：1-车前挡风玻璃摄像头、2-左后视镜摄像头、3-右后视镜摄像头、4-高清照相机、5-汽车前挡风玻璃、6-左后视镜、7-右后视镜。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图对本发明做进一步说明：
[0023] 如图1和图2所示，本发明所述车载记录仪器由三个摄像头、一个高清照相机4、信息采集模块、信息实时处理分析模块、控制模块和存储模块组成；三个摄像头分别安装在汽车前挡风玻璃5、左后视镜6、右后视镜7上，车前挡风玻璃摄像头1的镜头朝向正前方，左后视镜摄像头2的镜头朝向左侧斜前方并与车窗摄像头形成60～65度的夹角，右后视镜摄像头3的镜头朝向右侧斜前方并与车窗摄像头形成60～65度的夹角；高清照相机安装在车辆顶部前端位置，高清照相机、三个摄像头与信息采集模块相连，信息采集模块的输出端与信息实时处理分析模块连接，信息实时处理分析模块与控制模块连接，控制模块的输出端分别与存储模块、信息采集模块相连；信息采集模块通过摄像头获取车前方或车侧方的路况图像信息并传输至信息实时处理分析模块，信息实时处理分析模块对图像信息进行分析处理并将结果发至控制模块，控制模块根据信息处理结果对信息采集模块、三个摄像头、高清照相机、信息实时处理分析模块和存储模块进行控制。
[0024] 所述信息实时处理分析模块，由高速缓存RAM、存储系统预设情景模式的ROM、进行图像处理及匹配分析的ARM处理器通过电气线路连接组成。
[0025] 所述存储模块采用具有防震结构的大容量机械
硬盘或固态硬盘，采用循环存储模式，在存储空间满后自动
覆盖最为陈旧的信息。
[0026] 本发明所述一种路况信息实时监测记录方法，如图3所示，包括如下步骤：
[0027] a、在车窗前挡风玻璃下方及左右两侧后视镜前方分别安装摄像头，三个摄像头的视场中心互成60～65度，在车内安装车载记录仪器和单片机，通过三个摄像头采集车前方和车侧方路况图像信号；
[0028] b、对采集到的信号以25～35帧/S的采样速率提取图片；
[0029] c、利用图像处理的方法识别监测图像，将检测到的图像存储为RGB像素矩阵，同时转化为相应的特征矩阵，与事先储存在信息实时处理分析模块ROM中的系统预设情景模式进行匹配，根据匹配结果对车载记录仪器和三个摄像头进行控制；
[0030] d、若监测图像与系统预设情景模式匹配时，则单片机向车载记录仪器发出启动信号，控制车载记录仪器拍摄路况图片或录制实时视频；
[0031] e、若监测图像与系统预设情景模式不匹配时，则单片机向车载记录仪器发出停止拍摄路况图片或录制实时视频的信号；
[0032] f、根据匹配的系统预设情景模式类别的不同，自动产生控制信号，控制车载记录仪器在拍照模式与摄像模式之间的转换，摄像模式可根据匹配结果在高分辨率工作状态和低分辨率工作状态之间自动调整。
[0033] 所述监测图像与系统预设情景模式的匹配方法，应用图像处理技术、主题语义分析技术、模式识别技术对监测图像进行处理，根据预设判定阈值，采用CBIR模型判断，当监测图像与系统预设图像的匹配度在阈值范围内时判定为匹配，系统调用摄像头实现自动抓拍；否则判定为非匹配。
[0034] 实施例1：
[0035] 在城市道路，高速公路，县乡硬化道路等普通路况下，具体实施方法如下：
[0036] 通过设置的三个摄像头，实时采集车辆前方的路况信息，将其存入高速缓存RAM中，ARM处理器调取缓存RAM中的路况信息与ROM中存储的系统预设情景模式进行匹配，并按图3所示，转换工作状态，详细解释如下：
[0037] (1)匹配判定：当实时路况信息与系统预设情景模式的匹配度在规定的阈值范围内时，存储设备启动。当实时路况信息偏离系统预设情景模式，并且偏离程度超出规定的阈值范围时，关闭存储设备，转入实时监测状态；
[0038] (2)启动存储设备:如果判定当前的路况信息为城市道路，高速道路，县乡硬化道路等普通路况时，直接调用前置的三个摄像头中拍摄角度最好的一个作为需要存储的信息，以H.264压缩编码的形式存储于具有防震结构的大容量机械硬盘或固态硬盘。采用循环存储模式，即在存储空间满后自动覆盖最为陈旧的信息。当判定路况信息与系统预设情景模式不匹配时，AMR处理器的控制下，存储设备停止工作，转入实时监测状态。
[0039] 以上实施例通过仅在方法规定的匹配情景模式下启动存储设备而不存储不重要的路况信息的方法解决约存储空间，减少了路况信息冗余。
[0040] 实施例2：
[0041] 应用场景：对于汽车发烧友、探险爱好者、科学考察队等特殊人群需要经常在特殊路况行驶，往往需要全程记录路况信息，并且往往对山路、沙漠、泥泞、山峰等特殊路况十分关注，需要特别记录。
[0042] 针对以上情况，其具体实施方法如下：
[0043] 摄像头设置：在车辆前挡风窗边缘、左后视镜、右后视镜的前表面分别安装高清摄像头，在车辆顶部前段安装一个三
自由度的防
水高清照相机。
[0044] 通过设置的三个摄像头，实时采集车辆前方的路况信息，将其存入高速缓存RAM中，ARM处理器调取缓存RAM中的路况信息与ROM中存储的系统预设情景模式进行匹配，并按图3所示，转换工作状态，详细解释如下：
[0045] (1)匹配判定：首先在行车前便已建立特殊路况下特殊的系统预设情景模式库。该模式库依据特殊使用背景下路况信息的特殊性，利用图像处理技术，建立优化的，与普通路况不同，更能适应当前使用背景的预设模式。当得到当实时路况信息与系统预设情景模式的匹配度在规定的阈值范围内时，存储设备启动。当实时路况信息偏离系统预设情景模式，并且偏离程度超出规定的阈值范围时，关闭存储设备，转入实时监测状态。
[0046] (2)启动存储设备，在特殊路况下，首先进行模式类别判定，根据判定结果选择相应的路况信息源。如果判定车辆处于高速平稳行驶状态，无特殊路况，调用车辆前部设置的三个高清摄像头并降低拍摄的清晰度，采用有损高压缩比的压缩技术存储于存储设备中。如果判定车辆处于低速缓慢行驶状态或符合系统预设的特殊情景模式，比如前方有车辆突入、有落石等。调用车辆前部设置的三个高清摄像头并采用高清晰度拍摄，采用
无损压缩方式存储于存储设备中。如果车辆突然停止行驶，往往是探险爱好者遇到秀丽的风景或科学考察遇到考察目标，此时，系统自动调用设置于车辆顶部前段的三自由度高清照相机进行全景拍摄并利用图像拼接技术自动生成高清全景图片，将拍摄到的原始图片及拼接得到的高清全景图存储于存储设备中。
[0047] 以上实施例利用调整清晰度和调取不同信息源的方式节约了存储空间并且获得了特殊情景下的高分辨率视频或图像。
[0048] 实施例3：
[0049] 图片情景匹配的具体方法：在本技术方案中，能够实现图像情景语义识别的各类算法均可采用，如情景语义分析算法PLSA，图像模式匹配算法等。本例采用基于内容的图像检索(Content Based Image Retrieval,CBIR)算法。在使用前，该算法首先建立包含各类预设情景模式图片的特征库。采取MRSAR算法提取预设情景模式图片纹理特征构建特征库1，采用HSV直方图算法提取预设情景模式图片
颜色特征建立特征库2。在每一次匹配中，首先将实时获取的图像与特征库1进行比对，根据比对结果约简特征库2的维数，利用精简的特征库2进行二次比对。经过两次匹配得到的情景模式匹配结果作为系统后续相应的判断依据。其算法结构如图4所示。
[0050] 利用上述算法进行图片情景模式匹配，首先需要对每一类预设情景模式建立样本图库。如森林情景模式，需要提供3～5张典型的森林图像。在完成样本库建立后，利用MRSAR算法提取纹理特征，建立特征库1；利用HSV算法提取样本图片颜色特征，建立特征库2在此
基础上，对于实时采集的图片，利用上述CBIR算法进行情景模式匹配，得到情景模式判定结果作为系统后续相应的依据。
[0051] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种
变形和改进，均应落入本发明
权利要求书确定的保护范围内。
