USB攝像頭：在GPS實時監控系統中的應用

一、引言

近年來，隨著GPS技術的不斷發展和完善，GPS車載終端已被廣泛應用于出租車、物流車、長途大巴等車輛管理系統中，實現了車輛的定位、跟蹤、調度等功能，并取得良好的經濟效益。但對于一些車輛的特殊要求，如長途大巴的實時圖像監控，出租車的防搶劫等，現有的GPS車輛管理系統尚不能充分滿足。針對以上情況，提出解決方案：以現有的GPS車輛管理系統為基礎，在GPS車載終端上擴展USBHOST接口，連接USB數碼攝像機，實現對車輛的實時圖像監控。

二、系統實現

1．USB數碼攝像機

圖1USB數碼攝像機框圖

如圖1所示，USB數碼攝像機主要由三部分組成。DSP部分采用中星微公司圖像處理芯片ZC0301P,圖像傳感器選用30萬像素CMOSSENSORPB0330,為在夜晚等低照度情況下也能獲得較好的圖像效果，增加由光敏電阻控制的夜視補償紅外LED矩陣，在夜間或光照度很低的情況下，自動打開紅外LED進行補償。

ZC0301P芯片采用影像光源自動增益補強技術，自動亮度、白平衡控制技術，色飽和度、對比度、邊緣增強以及伽瑪校正等先進的影像控制技術，配合CMOSSENSOR,各項技術指標均可與CCD相媲美。支持USB1.1接口；與TWAIN標準兼容；最高支持VGA分辨率（640×480）。在VGA模式下可達到15幀/秒速率，在CIF（52×288）和SIF（320×240）模式下可達到30幀/秒速率；并提供640X480格式高清晰靜止圖像捕捉模式，支持標準JPEG壓縮模式。

2．系統方案

GPS車載終端利用USBHUB芯片可以擴展出多個USBHOST接口，每個USBHOST接口可以連接一個USB攝像機，這樣基本可以滿足對車輛圖像監控的要求。一般出租車里在副駕駛前方車頂吸頂安裝一個半球型USB攝像機即可監視全車內的情況，對于大巴士可在車前方和中部分別安裝一個USB攝像機。

系統工作原理如圖2所示，安裝在車輛上的USB攝像機實時拍攝車廂內的狀況，通過USB接口將壓縮過的圖像數據或視頻流傳給GPS車載終端，GPS車載終端利用無線公用通信網絡平臺GPRS或CDMA網絡將數據傳輸到監控中心，根據需要，相關工作人員可通過Internet獲取車輛內的現場動態圖像，了解車輛的實時運行狀態。

圖2系統示意圖

目前，車載GPS終端與監控中心的數據通信都是通過2.5G的GPRS或CDMA無線網絡平臺傳輸,2.5G的GPRS/CDMA帶寬尚不能滿足傳輸完整流暢視頻流的要求。所以，實際應用中仍以傳輸圖像數據為主，有三種工作模式，分別是

1）定時傳輸，比如每隔10秒拍一幅圖像上傳

2）命令模式，通過監控中心下發命令獲得監控圖像

3）事件觸發，比如通過開關車門等事件來觸發上傳監控圖像

在某些情況下，還可將USB攝像機的錄像數據通過GPS車載終端存貯到U盤，并于事后在計算機上回放。預計未來3G上馬，GPS車載終端通信模塊也可升級到3G,就可完全實現車輛無線實時視頻監控。

三、總結

本文充分利用現有GPS車輛管理系統資源，結合USB數碼攝像機，提出了一種性價比較高的車輛無線圖像監控解決方案，實現了對車輛的定位、跟蹤，調度以及無線圖像監控功能，并在實際應用中取得良好的效果，獲得用戶的好評。