1.一种基于单目多检测面的机器视觉的车辆闯红灯行为检测装置，所述的车辆闯红灯行为检测装置包括微处理器和用于监视路口情况的监控传感器，所述的微处理器包括：图像数据读取以及预处理模块，用于读取从监控传感器传过来的视频图像信息，对视频图像信息进行预处理；

虚拟检测线设定、交通灯检测区域设定、车道定制、车道与信号灯关联定制模块，用于定制车道的虚拟停车线、定制交通信号灯检测区域、定制道路上的车道、定制车道与控制信号灯之间的关联；

网络传输模块，用于将违章车辆的违章过程的图像、时间和地点信息通过网络传输到交警管理部门；

其特征在于：所述的监控传感器是单目多检测面的高清摄像机，所述的单目多检测面的高清摄像机包括用以反射信号灯区域范围的折反射镜面、用以拍摄在停车线附近区域车辆运行状态和信号灯状态的高清摄像机，所述的折反射镜面位于高清摄像机的前上方，通过折反射镜面的折反射高清摄像机能拍摄到所监控路口相对应的信号灯状态，另一方面通过高清摄像机还能拍摄到监控路口停止线附近的状态；在高清摄像机成像面上有两个检测面的图像信息，其中上部为信号灯状态的图像，下部为与该信号灯状态相对应的路口状态的图像；一个高清摄像机的摄像范围覆盖道路上的所有车道，调整折反射镜面的固定转角，使得在高清摄像机成像的图像中的上部能拍摄到信号灯状态的图像；

所述的微处理器还包括：

色彩空间转化模块，用于对每个车道上的视频图像中的所述的交通灯检测区域设定的信号灯区域的图像RGB色彩空间转换到HSV色彩空间；

信号灯状态检测模块，用于对每个车道上的视频图像中的信号灯状态的检测；

运动车辆检测模块，用于对每个车道上的视频图像中的运动车辆对象的检测；

车辆违章判断模块，用于检测每个车道上的车辆是否存在着闯红灯违章行为；

违章车辆的车牌号识别模块，用于识别违章车辆的车牌号；

违章记录生成模块，用于将车辆违章行为的整个过程并同时间、地点、行驶方向和违章车辆的车牌号的信息一起生成一条违章记录。

2.如权利要求1所述的基于单目多检测面的机器视觉的车辆闯红灯行为检测装置，其特征在于：所述的单目多检测面的高清摄像机，采用高清摄像机与折反射镜面进行一体化设计，在高清摄像机的支撑座上引出一根折反射镜面支撑杆，支撑杆的一端与折反射镜面用万向连接副进行连接，折反射镜面相对高清摄像机的镜头位置能进行任意角度的调整；

实际安装使用时，通过调整折反射镜面与高清摄像机镜头的相对位置和角度，使得高清摄像机成像的图像中的上部能拍摄到信号灯状态的图像；调整结束后锁住万向连接副以保证高清摄像机能有效地、精准地获取信号灯的状态。

3.如权利要求1或2所述的基于单目多检测面的机器视觉的车辆闯红灯行为检测装置，其特征在于：所述的虚拟检测线设定、交通灯检测区域设定、车道定制、车道与信号灯关联定制模块中，所述的虚拟检测线设定用于建立与实际道路上的停车线相对应的虚拟检测线，定制的方法是直接通过高清摄像机拍摄的道路平面图像上画与停车线相重合的线；

所述的交通灯检测区域设定用于检测信号灯的状态，由于交通信号灯的位置固定，通过交通信号灯状态检测区域设定可以排除一些图像的干扰，以提高检测交通信号灯状态的准确性，定制的方法是直接通过高清摄像机拍摄的通过折反射镜面成像部分图像上画与交通信号灯大小相吻合的区域；所述的车道定制用于设定在多车道上允许车辆运行的方向，在一些城市中对多车道上明确规定了左行、直行、右行车道，车道通行方向设定必须与实际路口车道情况相一致，定制的方法是直接通过高清摄像机拍摄的道路平面图像上画与实际路口车道情况相一致的车道线，车道线定制后需要建立车道线与虚拟检测线之间的关联；所述的车道与信号灯关联定制用于建立车道与信号灯之间的关联，即左行车道与左行信号灯进行关联，直行车道与直行信号灯进行关联，右行车道与右行信号灯进行关联，由于前面建立了车道线与虚拟检测线之间的关联，因此这里就建立了虚拟检测线与信号灯的关联；根据这样的关联以及交通法规就能判断车辆是否存在着闯红灯行为以及越线行驶的违章行为。

4.如权利要求1或2所述的基于单目多检测面的机器视觉的车辆闯红灯行为检测装置，其特征在于：所述的信号灯状态检测模块中，首先，通过颜色归一化处理，HSV的3个分量值均在0～l之间；然后用颜色直方图统计色调H在红黄绿3种颜色范围内的像素个数Number{R，Y，G}，交通灯检测区域中的像素总的像素个数记为Total，用公式（1）计算两者的比例，i

NumRadio{i}＝Number{i}/Total ∈{R,Y,G} （1）

式中，Number{i}为红黄绿3种颜色中某一种颜色在交通灯检测区域的像素个数，Total为交通灯检测区域的像素总的像素个数，NumRadio{i}为红黄绿3种颜色中某一种颜色在交通灯检测区域的像素个数值与该区域中的像素总的像素个数的比值；

最后进行交通信号灯的状态判断，判断方法由公式（2）给出，

式 中，

NumRadio{R}为红色在交通灯检测区域的像素个数值与该区域中的像素总的像素个数的比值，NumRadio{Y}为黄色在交通灯检测区域的像素个数值与该区域中的像素总的像素个数的比值，NumRadio{G}为绿色在交通灯检测区域的像素个数值与该区域中的像素总的像素个数的比值。

5.如权利要求1或2所述的基于单目多检测面的机器视觉的车辆闯红灯行为检测装置，其特征在于：所述的运动车辆检测模块中，用运动历史图像算法提取出该车道上的前景运动对象，判断在该车道上的虚拟检测线上是否存在着有运动车辆对象；

所述运动历史图像算法，即MHI算法，MHI中得到的运动历史图像是一段时间间隔中的相邻图像帧进行帧间差分和灰度化处理之后得到的，这种得到运动历史图像的算法对于始终处于运动状态的目标可以很好地得到运动轮廓模板并且计算量比较小，MHI算法能用于创建一个运动梯度图像并通过SOBEL算子计算得到运动梯度的方向和大小，同时利用该结果可进一步用于估算对象的运动方向，由于MHI算法不需要背景建模只进行帧间差分处理就可以得到前景运动对象，因而该算法对于提取前景运动对象具有很高的实时性，计算方法如公式（3）所示，式中，D(x,y,t)运动区域的二进制图像序列，τ为持续时间，Hτ(x,y,t-1)为上一个时刻的运动历史二进制图像序列；

通过MHI算法获得了车道上的前景运动对象后，由于车道上可能存在着行人或者其他运动对象，因此需要判断这些前景运动对象是否是车辆；在本发明中用面积阈值、形状和运动方向来区分前景运动对象，由于车辆的面积要比行人或者骑车人的面积大，同时行人或者骑车人的运动方向是垂直于车道方向的，且形状有较大差别，判断计算方法用公式（4）表示，式 中，

∑Hτ(x,y,t)为前景对象的二值化图像的像素总数，T1为面积阈值，Shape为前景对象的形状属性，通过对二值化图像查找边界然后找到形状属性得到，T2为矩形形状阈值，Direction为前景对象的运动方向，由计算MHI算法时得到，T3为方向阈值；

通过公式（4）的判断能有效地将车道上运动的车辆提取出来，接着判断该运动车辆是否压在或越过虚拟检测线。

6.如权利要求1或2所述的基于单目多检测面的机器视觉的车辆闯红灯行为检测装置，其特征在于：所述的车辆违章判断模块中，分为两种基本情况；第一种情况是有明确有车道交通灯的道路，第二种情况是有没有明确车道交通灯而只有一个交通灯的道路；

第一种情况是针对有明确规定车道行驶方向的道路，首先可以根据虚拟车道上检测是否有车辆变道行驶，如果有在直行道上的车辆发生右转或者左转都判定为违章行驶，这种情况与信号灯的状况无关；其次是与信号灯有关的违章行驶，这种情况是要根据信号灯的状况、虚拟车道以及停止虚拟线上的检测情况来做判断，一般情况下对于每个行驶方向每个车道都有相对应的信号灯，且每个行驶方向也都有相对应的停止线，因此可以依据我国现行的交通法规来进行判断，在某个车道上当某个方向行驶的红灯亮时，如果发现有车辆正在进入停止虚拟线或者处在停止虚拟线位置上便认为是闯红灯，作为违章；当某个车道上当某个方向行驶的黄灯亮时，如果发现有车辆正在进入停止虚拟线作为违章行为；

第二种情况是有没有明确车道交通灯而只有一个交通灯的道路，这种情况的判断要比第一种情况复杂一些，这是因为根据我国现行的交通法规即使在红灯的情况下靠近路右边的车辆是允许右转弯的，也就是说，并不是在红灯的情况下所有超越停止虚拟线位置的车辆都是违章的，要区分是否有违章还要看后面车辆跟踪的结果；具体做法是发现有车辆正在进入停止虚拟线或者处在停止虚拟线位置上便设定该车辆越线状态，然后继续跟踪，如果跟踪发现设定了越线状态的车辆并没有向右转弯，那么就作为违章行为。

7.如权利要求1或2所述的基于单目多检测面的机器视觉的车辆闯红灯行为检测装置，其特征在于：在所述的车辆违章判断模块中判断存在着有车辆闯红灯情况时开始记录机动车违章取证视频图像，开始抓拍第一个位置的图像；随着时间推移，检测到车辆仍然向着信号灯禁止方向运行情况下，继续抓拍第二个和第三个位置的图像，抓拍图像的格式为JPEG。

8.如权利要求1或2所述的基于单目多检测面的机器视觉的车辆闯红灯行为检测装置，其特征在于：所述的违章车辆的车牌号识别模块中，根据高清摄像机所抓拍到第一个位置的违章车辆图像信息，对车辆前部车牌上的号码进行识别；如果不能识别出违章车辆的车牌号，继续用第二个位置的违章车辆图像信息进行车牌号识别，在第三个位置的违章车辆图像信息进行车牌号识别结果仍然无法识别的情况下，让交通违章处理部门的人工确认。

9.如权利要求1或2所述的基于单目多检测面的机器视觉的车辆闯红灯行为检测装置，其特征在于：所述的违章记录生成模块中，用记录中包括了GA/T832-2009国家标准中规定的《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》和GA/T496-2004国际标准中规定的《闯红灯自动记录系统通用技术条件》所规定的具体要求和指标内容；抓拍第一个位置、第二个位置和第三个位置的图像以及闯红灯过程的视频图像均以附件形式添附在违章记录下，附件名以时间+地点的方式命名；违章记录以及附件保存在闯红灯违章记录数据库中。

10.如权利要求8所述的基于单目多检测面的机器视觉的车辆闯红灯行为检测装置，其特征在于：在抓拍第一位置、第二位置和第三位置的闯红灯违章行为图像时采用一种窄脉冲发生器发出的脉冲光进行闪光辅助照明，闪光辅助照明有微处理器控制，在抓拍动作时同时启动闪光辅助照明，脉冲光闪光持续时间为一般闪光持续时间的几十分之一，闪光辅助照明安装在单目多检测面摄像机附近，闪光照明光线朝着路口停车线方向投射。