USB 数码摄像机在GPS实时监控系统中的应用

一、引言

    近年来，随着GPS技术的不断发展和完善，GPS车载终端已被广泛应用于出租车、物流车、长途大巴等车辆管理系统中，实现了车辆的定位、跟踪、调度等功能，并取得良好的经济效益。但对于一些车辆的特殊要求，如长途大巴的实时图像监控，出租车的防抢劫等，现有的GPS车辆管理系统尚不能充分满足。针对以上情况，提出解决方案：以现有的GPS车辆管理系统为基础，在GPS车载终端上扩展USB HOST接口，连接USB数码摄像机，实现对车辆的实时图像监控。

二、系统实现

1． USB 数码摄像机

                                 图1 USB 数码摄像机框图

    如图1所示，USB 数码摄像机主要由三部分组成。DSP 部分采用中星微公司图像处理芯片ZC0301P, 图像传感器选用30万像素CMOS SENSOR PB0330, 为在夜晚等低照度情况下也能获得较好的图像效果，增加由光敏电阻控制的夜视补偿红外LED矩阵，在夜间或光照度很低的情况下，自动打开红外LED 进行补偿。

    ZC0301P芯片采用影像光源自动增益补强技术，自动亮度、白平衡控制技术，色饱和度、对比度、边缘增强以及伽玛校正等先进的影像控制技术，配合CMOS SENSOR, 各项技术指标均可与CCD相媲美。支持USB 1.1接口；与TWAIN标准兼容；最高支持VGA分辨率（640×480）。在VGA模式下可达到15帧/秒速率，在CIF（52×288）和 SIF（320×240）模式下可达到30帧/秒速率；并提供640X480格式高清晰静止图像捕捉模式，支持标准JPEG压缩模式。

2． 系统方案

    GPS车载终端利用USB HUB 芯片可以扩展出多个USB HOST 接口，每个USB HOST 接口可以连接一个USB 摄像机，这样基本可以满足对车辆图像监控的要求。一般出租车里在副驾驶前方车顶吸顶安装一个半球型USB摄像机即可监视全车内的情况，对于大巴士可在车前方和中部分别安装一个USB摄像机。

    系统工作原理如图2所示，安装在车辆上的USB摄像机实时拍摄车厢内的状况，通过USB接口将压缩过的图像数据或视频流传给GPS车载终端，GPS车载终端利用无线公用通信网络平台GPRS或CDMA网络将数据传输到监控中心，根据需要，相关工作人员可通过Internet获取车辆内的现场动态图像，了解车辆的实时运行状态。

                                  图2 系统示意图

    m 目前，车载GPS终端与监控中心的数据通信都是通过2.5G 的GPRS或CDMA无线网络平台传输, 2.5G的GPRS/CDMA带宽尚不能满足传输完整流畅视频流的要求。所以，实际应用中仍以传输图像数据为主，有三种工作模式，分别是

1） 定时传输，比如每隔10秒拍一幅图像上传

2） 命令模式，通过监控中心下发命令获得监控图像

3） 事件触发，比如通过开关车门等事件来触发上传监控图像

    在某些情况下，还可将USB摄像机的录像数据通过GPS车载终端存贮到U盘，并于事后在计算机上回放。预计未来3G上马，GPS车载终端通信模块也可升级到3G, 就可完全实现车辆无线实时视频监控。

三、总结

    本文充分利用现有GPS车辆管理系统资源，结合USB数码摄像机，提出了一种性价比较高的车辆无线图像监控解决方案，实现了对车辆的定位、跟踪，调度以及无线图像监控功能，并在实际应用中取得良好的效果，获得用户的好评。