高清視頻檢測(cè)卡口方案設(shè)計(jì).doc

高清視頻檢測(cè) 卡口智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)方案目 錄第 1章 前言- 4 -1.1 引言- 4 -1.2 建設(shè)目標(biāo)- 5 -1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)- 7 -1.4 設(shè)計(jì)原則- 8 -第 2章 總體設(shè)計(jì)- 10 -2.1 技術(shù)設(shè)計(jì)- 10 -2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 12 -3.1 前端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)- 23 -3.2 工作原理- 25 -3.3 子系統(tǒng)詳解- 26 -3.4 傳輸系統(tǒng)- 45 -3.5 設(shè)備選型- 45 -第4章 功能與特點(diǎn)- 53 -4.1 系統(tǒng)功能- 53 -4.2 系統(tǒng)特點(diǎn)- 62 -4.3 整體技術(shù)指標(biāo)- 64 -第 5章 中心設(shè)計(jì)- 66 -5.1 卡口管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介- 66 -5.2 中心接收軟件- 72 -5.3 開放接口- 73 -第 6章 戶外工程- 75 -6.1 挑臂桿設(shè)計(jì)- 75 -6.2 桿件基礎(chǔ)設(shè)計(jì)- 77 -6.3 主機(jī)柜設(shè)計(jì)- 79 -6.4 機(jī)箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)- 80 -6.5 窨井設(shè)計(jì)- 81 -6.6 管道敷設(shè)設(shè)計(jì)- 82 -6.7 防雷設(shè)計(jì)- 83 -第 7章 違法圖片- 84 -7.2 白天照片- 87 -第 1章 前言 1.1 引言 隨著全國公路交通建設(shè)的快速發(fā)展和機(jī)動(dòng)車輛的普及，與道路和機(jī)動(dòng)車輛相關(guān)的刑事和治安案件逐年上升，特別是經(jīng)由城際公路網(wǎng)進(jìn)行的肇事逃逸、盜搶機(jī)動(dòng)車輛、車輛走私等更是日益猖獗,這不僅給社會(huì)治安造成了極大的威脅，同時(shí)也破壞了安定團(tuán)結(jié)的政治局面，因而引起了國家有關(guān)部委的高度重視，平安大道 計(jì)劃也應(yīng)運(yùn)而生。但這類以其大范圍、流動(dòng)性和快速性為特點(diǎn)的刑事案件給公安部門的偵察工作增加了難度，也提出了更高的要求。 公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)（又稱號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)或公路治安卡口系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱治安卡口系統(tǒng)），是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分?？谙到y(tǒng)利用先進(jìn)的視頻、通訊、微機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)、圖像處理、信息處理等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控路面的車輛通過時(shí)間、地點(diǎn)、車速、行駛方向、號(hào)牌號(hào)碼、號(hào)牌顏色、車輛圖像等車輛信息進(jìn)行自動(dòng)采集和處理，并通過動(dòng)態(tài)布控和車牌自動(dòng)識(shí)別技術(shù)對(duì)被盜搶、肇事逃逸、作案嫌疑車輛以及超速等違章行為進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)的本地或異地報(bào)警，而且可通過對(duì)運(yùn)行車輛的構(gòu)成、流量分布、違章情況進(jìn)行常年不間斷的記錄與分析，為交通規(guī)劃、交通管理、道路養(yǎng)護(hù)部門提供重要的基礎(chǔ)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。 公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)作為智能交通的一個(gè)重要組成部分，主要應(yīng)用于城市治安卡口、城市重要路段路面監(jiān)控、高速公路路面監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)道路安全管理的智能化和自動(dòng)化。 公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)安裝在高速公路的路段上可以對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、軌跡跟蹤，實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)，與測(cè)速雷達(dá)或者稱重裝置配合使用，能夠完成超速、超載治理；公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)安裝在城市的進(jìn)出的交通要道上，可以對(duì)通行的車輛的車牌號(hào)、行駛方向、路經(jīng)時(shí)間等各種參數(shù)自動(dòng)記錄，同時(shí)采集保存車輛圖像，送入后端數(shù)據(jù)庫，隨時(shí)掌握城市各出入口的車輛流量及狀態(tài)，還能進(jìn)行車輛動(dòng)態(tài)布控，對(duì)超速、逆行等違章車輛以及被盜搶、肇事逃逸、作案嫌疑車輛實(shí)時(shí)報(bào)警，而且還可以監(jiān)測(cè)到被盜車輛或罪犯所乘車輛進(jìn)出城市時(shí)間以及行駛路線狀況，為快速偵破案件提供科學(xué)、有效的依據(jù)。 我公司基于標(biāo)清版卡口系統(tǒng)開發(fā)的全新高清嵌入式卡口系統(tǒng)，應(yīng)用我公司領(lǐng)先的車牌識(shí)別技術(shù)、視頻檢測(cè)等核心技術(shù)，擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該系統(tǒng)不僅能夠抓拍高清晰的車牌圖像還能夠抓拍高清晰的車輛全景圖圖像和司乘人員面部圖像，為交管部門和公安部門加強(qiáng)管理提供了豐富的信息，同時(shí)該系統(tǒng)的識(shí)別率和抓拍率均高于基于普通攝像機(jī)的卡口系統(tǒng)。 該系統(tǒng)可應(yīng)用于道路特定場(chǎng)所入收費(fèi)站、城市出入口或治安檢查站等治安卡口及重點(diǎn)治安地段，對(duì)所有通過該監(jiān)控路面的機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)采集和處理。該系統(tǒng)可自動(dòng)識(shí)別過往車輛的車牌號(hào)碼和車牌顏色等車牌特征，自動(dòng)核對(duì)黑、白、紅名單庫，驗(yàn)證車輛的合法性，自動(dòng)報(bào)警，并可對(duì)路口情況進(jìn)行監(jiān)控和管理，如出入車輛統(tǒng)計(jì)和監(jiān)控，極大地提高了車輛管理的自動(dòng)化和智能化程度。 1.2 建設(shè)目標(biāo) l 采用視頻攝像機(jī)抓拍技術(shù)，能全天候 24 小時(shí)不間斷地對(duì)出城車輛自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)抓拍，實(shí)時(shí)自動(dòng)識(shí)別機(jī)動(dòng)車輛牌照號(hào)碼，并記錄顯示車輛號(hào)牌的圖片。將圖像存儲(chǔ)到磁盤相應(yīng)目錄下,車輛通過的信息寫入相關(guān)數(shù)據(jù)庫,并在全景圖像中標(biāo)明車輛通行數(shù)據(jù),如時(shí)間、地點(diǎn)、車型、車輛號(hào)牌、車牌顏色、車速、方向等。 l 采取循環(huán)覆蓋技術(shù)，單套系統(tǒng)存儲(chǔ)車輛不低于 80 萬輛。當(dāng)超出 80 萬輛車時(shí)，自動(dòng)對(duì)最前面的圖片數(shù)據(jù)依次進(jìn)行覆蓋，整個(gè)系統(tǒng)始終保留至少80萬輛車的圖像，并采用通用的JPEG壓縮圖像。 l 拍攝車速160km/h，拍攝范圍兩個(gè)車道，完全覆蓋整條道路的橫截面； 道路總寬為二車道（一來一往），不按道行駛、越中線和騎中線行駛的車輛均能準(zhǔn)確抓拍、識(shí)別等，有效地解決沒有采用中間物理隔離時(shí)壓線或跨中線行駛車輛的車牌抓拍問題 l 系統(tǒng)能測(cè)出通行汽車的速度，具備分地點(diǎn)、分車型設(shè)置限速值的功能。測(cè)速信息與本地限速值比較，一旦發(fā)現(xiàn)車輛超速，系統(tǒng)立即自動(dòng)向指揮中心發(fā)送包含車輛圖像的主要特征信息，供交警非現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)執(zhí)法 l 實(shí)時(shí)對(duì)通過車輛進(jìn)行車牌識(shí)別與實(shí)時(shí)黑名單進(jìn)行比對(duì)。自動(dòng)將識(shí)別車輛號(hào)牌與布控車輛數(shù)據(jù)庫的黑名單進(jìn)行匹配比對(duì),發(fā)現(xiàn)可疑車輛時(shí)，實(shí)時(shí)報(bào)警提示； 當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，自動(dòng)將報(bào)警信息上傳給指揮中心，同時(shí)以聲音、圖形及文字的方式提示中心值班人員，直到人員干預(yù)解除報(bào)警，所有報(bào)警信息同時(shí)生成日志記錄到數(shù)據(jù)庫中，方便以后查詢和檢索 l 指揮中心進(jìn)行布（撤）控時(shí)，布控軟件可以靈活使用統(tǒng)一或選擇性布（撤）控的方式。布控車輛號(hào)牌的匹配可設(shè)置成精確匹配或 4 位以上字母數(shù)字的模糊匹配，以適應(yīng)車牌識(shí)別難以做到 100%精確的客觀情況，提高嫌疑車輛通過時(shí)報(bào)警的命中率。 l 對(duì)過往車輛歷史記錄查詢，可根據(jù)權(quán)限查詢卡口的通行車輛信息，查詢條件可根據(jù)時(shí)段、地點(diǎn)、車牌、車型、速度進(jìn)行查詢，車牌號(hào)碼可以給出少數(shù)幾位（號(hào)碼可以是連續(xù)的，也可以間斷不連續(xù)的，如 01？34 或？12？4 等等），從而進(jìn)行模糊匹配查詢。 l 基于 WEB 的車輛查詢，可通過瀏覽器查詢通過車輛圖片和數(shù)據(jù)信息，并可進(jìn)行流量統(tǒng)計(jì)查詢。 l 基于 WEB 的通過車輛瀏覽監(jiān)控，可在瀏覽器界面上實(shí)時(shí)瀏覽通過車輛的圖片及數(shù)據(jù) l 輔助光源（夜間補(bǔ)光燈）能適應(yīng)環(huán)境，適時(shí)自動(dòng)開啟或關(guān)閉輔助光源，并具備很強(qiáng)的抗光干擾能力，如汽車燈光及其他一切外界干擾光源。采用的光源無污染。 1.3 設(shè)計(jì)依據(jù) 公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件GA/T4972009 闖紅燈自動(dòng)記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件GA/T496-2009 民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范GB/T 50198 機(jī)動(dòng)車測(cè)速儀GB/T212552007 自動(dòng)記錄儀技術(shù)規(guī)范 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50168-92 安全防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則GA 308-2001 城市監(jiān)控報(bào)警 網(wǎng)系統(tǒng)通用技術(shù)要求GA/T669-2006 中華人民共和國道路交通安全法GB2004.5.1 中華人民共和國道路交通安全法實(shí)施條例 2001 年全國城市交通管理暢通工程總體方案 公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范（JTJ 074-2003） 預(yù)防道路交通事故五整頓三加強(qiáng)實(shí)施意見公通字200433 號(hào) 關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)路面行車秩序整頓工作的通知公交管2004110 號(hào) 機(jī)動(dòng)車、駕駛員及違法管理等相關(guān)數(shù)據(jù)庫規(guī)范 2004 版 安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求GA/T 367-2001 安全防范工程程序與要求GA/T75-94 中華人民共和國公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA38-92 中國電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GBJ232-90.92 電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范GB50217-94 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50074-94 雷電電磁脈沖的防護(hù)IEC1312-13 通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范GB50055-93 工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ65-83 工業(yè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾技術(shù)規(guī)范CECS81-96 1.4 設(shè)計(jì)原則 本期項(xiàng)目建設(shè)堅(jiān)持以下原則： l 實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性 l 先進(jìn)性和成熟性 l 開放性和標(biāo)準(zhǔn)性 l 擴(kuò)展性和易維護(hù)性 1.4.1 實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性 在滿足交警部門對(duì)系統(tǒng)的技術(shù)要求和使用要求的情況下，充分考慮系統(tǒng)的實(shí)用性，使系統(tǒng)的功能盡可能地完善并充分加以利用。 考慮到系統(tǒng)安裝方便，車輛檢測(cè)采用視頻車輛檢測(cè)技術(shù)。 具有車輛號(hào)牌實(shí)時(shí)自動(dòng)識(shí)別功能，降低警力工作強(qiáng)度。 建設(shè)智能卡口抓拍系統(tǒng)，技術(shù)優(yōu)先，兼顧價(jià)格，選擇較高性價(jià)比的產(chǎn)品。 1.4.2 先進(jìn)性和成熟性 采用國內(nèi)外成熟的、先進(jìn)的軟件開發(fā)與集成技術(shù)，且兼顧未來的發(fā)展趨勢(shì)，既量力而行，又適當(dāng)超前；目前我公司提供的軟件、硬件產(chǎn)品在國內(nèi)多個(gè)城市使用，具有較好的應(yīng)用領(lǐng)域和較大的用戶市場(chǎng)，在技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，保證系統(tǒng)的不斷升級(jí)和更新的需要。 系統(tǒng)建設(shè)充分考慮采用先進(jìn)而又成熟的技術(shù)（如嵌入式 DSP 技術(shù)、視頻檢測(cè)技術(shù)、號(hào)牌識(shí)別技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等）、先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的軟硬件選型，既能保證實(shí)用成熟，又能適應(yīng)未來的業(yè)務(wù)發(fā)展和技術(shù)的更新要求。 1.4.3 開放性和標(biāo)準(zhǔn)性 具有良好的開放性，在軟件設(shè)計(jì)規(guī)范方面，嚴(yán)格遵守最新的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。可以與其它相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)和通訊；可配置多種數(shù)據(jù)傳輸接口，并且對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，支持標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)的良好擴(kuò)容、擴(kuò)展能力，可方便地與外部設(shè)備/系統(tǒng)連接。 1.5.4 擴(kuò)展性和易維護(hù)性 整體統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、注重實(shí)效；該系統(tǒng)須具有良好的擴(kuò)充能力，可以根據(jù)不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)處理需要，很容易地進(jìn)行系統(tǒng)功能的調(diào)整和升級(jí)、接入設(shè)備（系統(tǒng)）和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)充。同時(shí)所采用的設(shè)備和技術(shù)結(jié)合了的具體情況，充分考慮到將來的操作和維護(hù)，以及人體結(jié)構(gòu)特征及視覺特征進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，界面美觀大方，易于掌握，操作簡(jiǎn)便實(shí)用。 第 2章 總體設(shè)計(jì) 2.1 技術(shù)設(shè)計(jì)2.1.1 成像器件：高清 200 萬 CCD 攝像機(jī) 在高清公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)（俗稱卡口）中，行業(yè)內(nèi)主路的選擇是 140 萬 CCD 攝像機(jī)。考慮到要看清前排駕駛室人面部，本套方案中我們選用200 萬 CCD 彩色網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，其成像逼真、穩(wěn)定可靠、性價(jià)比高。 因其采用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，組網(wǎng)方式方便，控制主機(jī)即可考慮放置前端，也可考放置中心集中管理。200 萬 CCD 攝像機(jī)其實(shí)際有效分辨率最大為 16001200點(diǎn)，單幅圖片可以清晰看到車牌號(hào)碼、車型、車身顏色、前排駕駛室人臉等。因此摒棄了傳統(tǒng)標(biāo)清模擬攝像機(jī)采用遠(yuǎn)近景結(jié)合的做法，大大提高了成像質(zhì)量。標(biāo)準(zhǔn)配置是每車道1臺(tái)200 萬 CCD 攝像機(jī)，為高精度的車輛檢測(cè)率、號(hào)牌識(shí)別率提供必要條件。 2.1.2 車輛檢測(cè)：高清動(dòng)態(tài)跟蹤視頻檢測(cè) 我們采用單臺(tái) 200 萬 CCD 攝像機(jī)既用與成像，又用于視頻車輛檢測(cè)。 我公司采用視頻車輛檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合了車牌與車輛輪廓雙重校驗(yàn)機(jī)制，確保車輛檢測(cè)精度。通過 200 萬高清攝像機(jī)連續(xù)生成圖片，然后通過逐張圖片進(jìn)行比較分析。若圖片背景發(fā)生變化后，啟動(dòng)車牌查找，若找到車牌即鎖定車牌進(jìn)行車輛跟蹤，對(duì)整個(gè)車輛行駛軌跡作出分析和判斷；若沒有找到車牌，即對(duì)物體輪廓進(jìn)行跟蹤，直至車輛消失視野范圍 2.1.3 測(cè)速方式：視頻測(cè)速 在卡口系統(tǒng)中傳統(tǒng)常用的速度檢測(cè)方式主要是線圈，本方案考慮的到線圈的施工難度大、故障率高，因此我們選用視頻軟件測(cè)速方式。視頻軟件測(cè)速是指不接入任何的測(cè)速設(shè)備，通過車輛在屏幕里移動(dòng)的幀數(shù)、時(shí)間，以及屏幕移動(dòng)距離和實(shí)際距離的對(duì)照關(guān)系，來計(jì)算車輛的實(shí)際移動(dòng)速度。在獲取的圖片中標(biāo)定8個(gè)控制點(diǎn)，實(shí)地測(cè)量這些控制點(diǎn)的空間距離，保存后程序能自動(dòng)算出測(cè)距矩陣。通過測(cè)距矩陣和視頻中車輛的實(shí)際行駛軌跡、時(shí)間等，準(zhǔn)確計(jì)算車輛的實(shí)際行駛速度。此種方法由于測(cè)速距離較長(zhǎng)，計(jì)算出來的速度較為精確，但測(cè)量過程較為復(fù)雜，對(duì)空間坐標(biāo)測(cè)量的準(zhǔn)確性有較大要求。 2.1.4 控制主機(jī)：嵌入式 DSP 主機(jī) 控制主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)部分采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，觸發(fā)拍攝部分進(jìn)行抓拍、壓縮記錄數(shù)據(jù)、號(hào)牌識(shí)別、實(shí)施網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。目前行業(yè)大多采用工控機(jī)來實(shí)現(xiàn)，兼容性、風(fēng)扇、Windows 操作系統(tǒng)、病毒都是工控機(jī)存在的不穩(wěn)定因素。 我公司基于城市交通對(duì)卡口系統(tǒng)的高標(biāo)準(zhǔn)需求，完全為交通行業(yè)量身定制了 一款嵌入式 DSP主機(jī)，采用最先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)，將控制系統(tǒng)完全固化到電子芯片中，屬于純硬件抓拍系統(tǒng)，在提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)，也大大提高系統(tǒng)的抓拍效力。嵌入式 DSP 主機(jī)與高清攝像機(jī)配套使用，每個(gè)高清攝像機(jī)對(duì)應(yīng)1臺(tái)DSP主機(jī)。 2.1.5 補(bǔ)光方式：LED 補(bǔ)光燈防眩頻閃燈 為了保證卡口系統(tǒng)能夠全天候提供清晰可見的違法圖片，考慮到卡口點(diǎn)夜間光照較差，我們需要在夜間對(duì)環(huán)境進(jìn)行補(bǔ)光，我們量身定制了一款 LED 補(bǔ)光燈，用于車輛檢測(cè)和車牌識(shí)別補(bǔ)光。這種補(bǔ)光燈可以與我們的高清攝像機(jī)進(jìn)行同步控制，提供連續(xù)的高速連續(xù)閃光。我們用肉眼看去是一個(gè)常亮的補(bǔ)光燈，但實(shí)際其在快速閃爍。這樣的做法既避免了對(duì)司機(jī)行人等眼睛造成傷害，又可以達(dá)到節(jié)能目的，同時(shí)延長(zhǎng)了補(bǔ)光燈的使用壽命，取得了理想的補(bǔ)光效果。選用 LED 發(fā)光二極管作為補(bǔ)光燈，其使用壽命可以達(dá)到 10 年以上，以保障整個(gè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。LED 補(bǔ)光燈與攝像機(jī)配套使用，每車道 1 臺(tái) LED 補(bǔ)光燈。 根據(jù)業(yè)主要求，捕獲的車輛圖片中能夠看清前排乘客面部及衣著，因此我們?cè)?LED 補(bǔ)光燈的基礎(chǔ)上，增加高頻防眩頻閃燈，此種頻閃燈閃光時(shí)間短、回電時(shí)間快、1500 萬次的閃光壽命，能夠保證長(zhǎng)期穩(wěn)定地野外工作。此種頻閃燈的閃光時(shí)間短，對(duì)人眼的影響低，不宜引起司機(jī)的注意。防眩頻閃燈與攝像機(jī)配套，每車道配置 1 臺(tái)防眩頻閃燈。 2.1.6 存儲(chǔ)傳輸：硬盤存儲(chǔ)、光纖傳輸 由于卡口系統(tǒng)需要對(duì)所有經(jīng)過的車輛進(jìn)行記錄，同時(shí)系統(tǒng)還具備高清錄像功能，因此有大量需要處理的圖片數(shù)據(jù)，所以目前用硬盤作為本地?cái)?shù)據(jù)的暫存是首選。我們?yōu)橄到y(tǒng)配置了 500G 的硬盤。通信線路采用租用當(dāng)?shù)仉娦?、移?dòng)等通信供應(yīng)商的光纖線路?？跀?shù)據(jù)在 DSP 主機(jī)中存儲(chǔ)的同時(shí)，直接通過光纖傳送到中心。 2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 闖紅燈抓拍系統(tǒng)可分為前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和中心（后端）系統(tǒng)三部分，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示： 2.2.1 前端系統(tǒng) 前端系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成對(duì)通行車輛的抓拍和號(hào)牌的識(shí)別，并將抓拍的圖片和相關(guān)的信息（時(shí)間、地點(diǎn)、車牌號(hào)碼、車牌圖片等）送回指揮中心的后端系統(tǒng)服務(wù)器。 前端主要設(shè)備由嵌入式 DSP 抓拍識(shí)別主機(jī)、路口交換機(jī)、高清200萬CCD攝像機(jī)、LED 補(bǔ)光燈、補(bǔ)光燈控制板、防眩頻閃燈等組成。 2.2.2 傳輸系統(tǒng) 傳輸系統(tǒng)由光纖網(wǎng)絡(luò)及光端機(jī)等組成，負(fù)責(zé)連接前端系統(tǒng)和后端系統(tǒng)。這部分負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)以及控制命令的傳輸。 2.2.3 中心系統(tǒng) 中心系統(tǒng)在收到前端系統(tǒng)采集的基本信息之后，根據(jù)不同的需求，對(duì)這些信息進(jìn)行相應(yīng)的處理，例如：對(duì)卡口前端系統(tǒng)送來的違法車輛圖片進(jìn)行相應(yīng)的處理等?？傊?，后端系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)前端系統(tǒng)已經(jīng)采集并傳送到指揮中心的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的后臺(tái)處理。 中心系統(tǒng)主要由中心交換機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、工作站、應(yīng)用管理軟件等組成。 2.3 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì) 本公司的高清智能卡口通過對(duì)車牌的實(shí)時(shí)識(shí)別以及駕駛?cè)藛T臉像的記錄，可以迅速地捕獲交通肇事車輛、違章車輛、黑名單車輛等，為快速糾正交通違章行為，快速偵破交通事故逃逸和機(jī)動(dòng)車盜搶案件以及違法責(zé)任人的認(rèn)定提供重要的技術(shù)支持，同時(shí)也為未來更為先進(jìn)的自動(dòng)人像比對(duì)、特定人員追蹤定位提供數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，對(duì)違法犯罪行為構(gòu)成強(qiáng)大的威懾力。另外還可以通過高清治安卡口對(duì)公路運(yùn)行車輛的構(gòu)成、流量分布、違章情況進(jìn)行常年不間斷的自動(dòng)記錄，為交通規(guī)劃，交通管理，道路養(yǎng)護(hù)部門提供重要的基礎(chǔ)信息和數(shù)據(jù)支持。 本系統(tǒng)成功使用了拍攝高速運(yùn)動(dòng)物體的智能快門控制技術(shù)、高速成像技術(shù)，能清晰地拍攝出 0200 公里/小時(shí)高速行駛的車輛，并且采用了智能脈沖頻閃設(shè)備，可以使得系統(tǒng)的閃光對(duì)駕駛?cè)藛T的影響降至最低。 2.3.1 采用嵌入式 DSP 設(shè)備 控制主機(jī)選用當(dāng)前流行的最先進(jìn)的嵌入式 DSP 技術(shù)，高科技產(chǎn)品，具有高度的穩(wěn)定可靠性，保證無故障時(shí)間超過 10000 小時(shí)。嵌入式 DSP 設(shè)備優(yōu)越性具體如下： l 專業(yè)產(chǎn)品。完全面向特定應(yīng)用需求，完全為交通量身定制，具有實(shí)時(shí)要求。 l 接口豐富。嵌入式主機(jī)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體工藝、電子技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與 各領(lǐng)域的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。 l 處理速度快。嵌入式主機(jī)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，在保證穩(wěn)定、安全、可靠的基礎(chǔ)上量體裁衣，去除冗余，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能。 l 穩(wěn)定性高。為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或處理器的內(nèi)部存儲(chǔ)器件中，而不存儲(chǔ)于外部的磁盤等載體中。 這種技術(shù)可以使抓拍前端不安裝工控機(jī)，使系統(tǒng)維護(hù)變得簡(jiǎn)單、方便。嵌入式設(shè)備，無需操作系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的安全性能。 2.3.2 采用 200 萬像素?cái)z像機(jī)，高清晰成像采集 本方案的前端采集部分都選用高清晰攝像機(jī)成像（200萬像素），不但可以清楚記錄車輛車頭部分圖像，還可以清晰顯示前排司乘人員的面貌。 攝像機(jī)的使用上，本系統(tǒng)全部采用 CCD 進(jìn)口機(jī)芯攝像機(jī)，它的掃描系統(tǒng)是采用逐行掃描方式掃描，其采集下來的圖像真實(shí)分辨率最大是 1600（H）1200 （V）像素。所選用的攝像機(jī)采用色彩還原技術(shù)，在對(duì)源文件的色彩元素進(jìn)行非常細(xì)致的屬性分析、解碼之后，通過智能整合還原源文件的基本色彩屬性，使畫質(zhì)達(dá)到膠片級(jí)水準(zhǔn)，真實(shí)的重現(xiàn)真彩世界，充分拓展色域的表現(xiàn)，令畫質(zhì)表現(xiàn)更為精美。攝像系統(tǒng)具備智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)圖像的曝光、清除噪點(diǎn)、改善對(duì)比度。成像采集為異步觸發(fā)方式，在獨(dú)特的補(bǔ)光系統(tǒng)的配合下，前端采集系統(tǒng)可以在任何光線條件下都能產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，非常有效的改善了目前的成像系統(tǒng)，在同行業(yè)中取得領(lǐng)先。 2.3.3 清晰辨別車輛駕駛?cè)藛T 本系統(tǒng)采用 200 萬像素?cái)z像機(jī)，不僅清晰反映車輛特征，還能清晰辨別駕駛?cè)藛T面部特征。通過對(duì)過往機(jī)動(dòng)車、前排司乘人員臉像記錄，自動(dòng)比對(duì)車牌信息，自動(dòng)報(bào)警各類布控車輛，從而加大進(jìn)出卡口機(jī)動(dòng)車和駕駛?cè)说牟榭亓Χ龋瑸椴樘幗煌ㄟ`法嫌疑車輛、交通肇事逃逸車輛、盜搶車輛提供線索和依據(jù)，為公安業(yè)務(wù)提供信息化和數(shù)字化服務(wù)。 高清全景圖片 駕駛室圖片 2.3.4 高速攝像技術(shù) 采用普通攝像技術(shù)用于抓拍高速行駛車輛時(shí)，存在許多技術(shù)困難：解訣不了精確同步問題；解訣不了高速成像問題，也就是說車速高到一定程度，圖像（特別是車牌圖像）就不清晰，特別是夜間拍不清晰；高速車輛用普通攝像技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來困難重重。 普通攝像機(jī)技術(shù)的快門速度最慢是 1/50 秒，最快是 1/100000 秒，如果快門速度較慢（小于 1/500 秒）時(shí)，運(yùn)動(dòng)物體在像機(jī)快門動(dòng)作（曝光）時(shí)的位移量會(huì)被記錄下來，造成運(yùn)動(dòng)物體發(fā)生縱向模糊的現(xiàn)象，即拖尾現(xiàn)象。 一般解訣方法是將快門速度提高至 1/500 秒以上，但同樣的快門白天設(shè)置完成后，晚上往往不能兼顧。本方案采用了獲得國家發(fā)明專利的高速攝像技術(shù)，最小 5 微秒的曝光時(shí)間，保證在車輛高速運(yùn)行的狀態(tài)下不管白天晚上均能抓拍到清晰的圖像。 本系統(tǒng)采用了智能快門高速攝像技術(shù)，能在微秒量級(jí)時(shí)間內(nèi)在攝像機(jī) CCD 上成像，清晰地拍攝出所有高速行駛的車輛，克服了上述困難，抓拍高速的行駛車輛的圖片可以保證清晰。采用智能快門高速成像技術(shù)來凍結(jié)高速行駛車輛的圖像，保證了車牌圖像的清晰度，也將車型、司乘人員面部特征表達(dá)的淋漓盡 致，而不會(huì)出現(xiàn)圖像拖尾、圖像模糊的情況。 2.3.5 高清視頻測(cè)速 傳統(tǒng)的測(cè)速方式是線圈、雷達(dá)、激光。線圈測(cè)速比較準(zhǔn)確，但故障率比較高。雷達(dá)測(cè)速誤差比較大，而且不區(qū)分車道。激光測(cè)速比較準(zhǔn)確，但激光測(cè)速造價(jià)很高。本系統(tǒng)采用視頻軟件測(cè)速方式，通過測(cè)距矩陣和視頻中車輛的實(shí)際行駛軌跡、時(shí)間等，準(zhǔn)確計(jì)算車輛的實(shí)際行駛速度。此種方法在不需要增加任何外圍硬件設(shè)備前提下，通過實(shí)地測(cè)量距離，填寫空間數(shù)據(jù)即可計(jì)算車輛行駛速度。由于本方法采用三維空間計(jì)算法，測(cè)速距離在 10 米左右，因此計(jì)算出來的速度非常精確。 2.3.6 獨(dú)特的補(bǔ)光設(shè)計(jì) 國省道的夜間光線環(huán)境始終是一個(gè)很難解訣的問題。由于大部分點(diǎn)位處于沒有路燈的場(chǎng)合，周圍光線環(huán)境惡劣，即使選用超低照度的高清攝像機(jī)，也不能在黑暗的環(huán)境中得到清晰的車輛和車牌信息?？谙到y(tǒng)拍攝大都迎車拍攝，車輛的燈眩光對(duì)成像質(zhì)量影響很大。因此，有效的補(bǔ)光是解訣成像質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵。傳統(tǒng)的補(bǔ)光方式是采用色溫較高的金屬鹵化物燈，由于拍攝高速運(yùn)行車輛和抑制車頭大燈對(duì)圖像的影響，一般會(huì)采用高速快門的方式，這樣就需要功率較高的金鹵燈對(duì)現(xiàn)場(chǎng)照明，即不經(jīng)濟(jì)也影響駕駛員的視線。 本方案我們采用 LED 補(bǔ)光燈高頻防眩頻頻閃燈。 LED 補(bǔ)光燈： 近幾年 LED 技術(shù)的飛躍發(fā)展，因此在城市電子警察補(bǔ)光中逐漸出現(xiàn)了 LED 頻閃燈的身影。我們量身定制了一款 LED 補(bǔ)光燈，用于車牌識(shí)別和車輛檢測(cè)補(bǔ)光。LED 頻閃燈選用的是高亮度大顆粒 LED 發(fā)光管，其優(yōu)點(diǎn)如下： 優(yōu)點(diǎn)： l 長(zhǎng)壽命。因 LED 技術(shù)化采用的是工業(yè)級(jí)二極管，穩(wěn)定可靠，壽命可達(dá) 10 年以上； l 低功耗。在達(dá)到理想補(bǔ)光狀況下，所采用的 LED 發(fā)光管的功耗是泛光燈的 1/3； l 對(duì)司機(jī)及行人沒有影響。肉眼看上去是常亮的，實(shí)際是每秒多次快速頻閃，即達(dá)到了補(bǔ)光的目的，又不影響交通。 智能窄脈沖頻閃燈 本方案設(shè)計(jì)，卡口現(xiàn)場(chǎng)不需要長(zhǎng)明燈，而是采用智能窄脈沖發(fā)射器進(jìn)行補(bǔ)光。它能發(fā)出光強(qiáng)和間隔時(shí)間可自動(dòng)控制的脈沖光，清晰獲得車牌、車型、顏色和司乘人員容貌。我公司采用的是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的窄脈寬高頻補(bǔ)光燈的方式。窄脈寬高頻補(bǔ)光燈能發(fā)出強(qiáng)度可調(diào)的微秒量級(jí)的脈沖光，是一般頻閃燈閃光持續(xù)時(shí)間的幾十分之一到幾百分之一。由于閃光持續(xù)時(shí)間很短，因此對(duì)司機(jī)眼睛的刺激幾乎沒有，同時(shí)又能清楚拍攝車牌、車型和司乘人員的容貌。此窄脈寬高頻補(bǔ)光燈能使得連續(xù)的補(bǔ)光間隔時(shí)間最小可達(dá)幾微妙，最大限度地節(jié)約了電能，在車流較大和車距較窄的極端情況下都能迅速的發(fā)出窄脈沖光。 夜間抓拍圖片 本系統(tǒng)將補(bǔ)光脈沖寬度控制在微秒量級(jí)以內(nèi)，使得系統(tǒng)的閃光對(duì)駕駛?cè)藛T的影響降至最低。即保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，又保障了駕駛?cè)藛T的行駛安全。 2.3.7 視頻檢測(cè)技術(shù) 本系統(tǒng)視頻車輛檢測(cè)技術(shù)采用車牌跟蹤和車輛輪廓檢測(cè)雙校驗(yàn)方式，根據(jù)捕獲后的圖片，在設(shè)定的模擬線圈區(qū)域進(jìn)行高速逐幀掃描處理，若發(fā)現(xiàn)檢測(cè)區(qū)域灰度值發(fā)生變化，開始對(duì)車輛號(hào)牌進(jìn)行尋找。找到車輛號(hào)牌的話，開始對(duì)車輛號(hào)牌進(jìn)行定位及跟蹤；若沒有找到號(hào)牌的話，對(duì)整個(gè)車輛輪廓進(jìn)行跟蹤。本套高清視頻檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)如下： l 采用高清攝像機(jī)采集圖像進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)準(zhǔn)確率高，不會(huì)對(duì)一些行人、自行車等的誤判斷，有效過濾了非機(jī)動(dòng)車輛的干擾。 l 逐幀比對(duì)檢測(cè)：系統(tǒng)可同時(shí)捕獲多個(gè)百萬像素的有效幀，對(duì)每一幀逐幀比對(duì)分析， 內(nèi)部評(píng)判機(jī)制，確定為動(dòng)態(tài)車輛并給出識(shí)別結(jié)果。實(shí)時(shí)跟蹤， l 多次識(shí)別，保證高抓拍率和識(shí)別率。特別在夜間、復(fù)雜氣候環(huán)境中，依然高識(shí)別率。 l 多目標(biāo)跟蹤：采用我公司的多目標(biāo)跟蹤與多目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，可對(duì)視頻圖像中的所有目標(biāo)（車輛）進(jìn)行檢測(cè)、鎖定、跟蹤，并精確描述其運(yùn)動(dòng)軌跡，判斷其違法行為。 2.3.8 抓拍跨線、壓線行駛車輛 采用攝像機(jī)場(chǎng)景相互疊加，覆蓋視場(chǎng)死角，為了避免車輛從相鄰車道騎線行 駛，兩個(gè)車道的攝像機(jī)分別得到不完整的車牌，導(dǎo)致識(shí)別率下降，系統(tǒng)采取相鄰車道圖像中心線疊加的方式，圖像中心線的直線疊加長(zhǎng)度至少為一個(gè)車牌的長(zhǎng)度：50 厘米，很好的解訣了對(duì)壓線行駛車輛的抓拍問題。 通過調(diào)整攝像機(jī)與車輛觸發(fā)點(diǎn)的距離，使得每臺(tái)攝像機(jī)都能覆蓋 1.52 個(gè)車道，從而保證對(duì)于跨中線行駛車輛同樣可以實(shí)行抓拍，避免漏車，保證了車輛的高捕捉率。牌照信息也可以保證清晰，如下圖所示： 2.3.9 優(yōu)化的車牌識(shí)別算法車牌識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別技術(shù)在智能交通領(lǐng)域的重要應(yīng)用課題之一。它是以特定目標(biāo)為對(duì)象的專用計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)，該系統(tǒng)能從一幅圖像中自動(dòng)提取車牌圖像，自動(dòng)分割字符，進(jìn)而對(duì)分割出的字符圖像進(jìn)行識(shí)別。 通常的牌照識(shí)別水平，牌照/視場(chǎng)比例約為 1/6 左右（監(jiān)控視場(chǎng)約 176cm），本技術(shù)方案選擇優(yōu)秀的識(shí)別算法，努力優(yōu)化牌照/視場(chǎng)比例至 1/8 甚至更小，保證在每車道的高清攝像機(jī)視場(chǎng)范圍內(nèi)，均可捕捉到目標(biāo)車輛的號(hào)牌，并能將該號(hào)牌正確識(shí)別出來，極大地提高了車輛捕獲率。 系統(tǒng)的邏輯設(shè)置合理，檢測(cè)程序是抓拍優(yōu)先于車牌識(shí)別，只要有過往車輛，就進(jìn)行抓拍，然后再牌照識(shí)別。即使摩托車、拖拉機(jī)車型、沒有牌照車輛、車牌有遮擋或嚴(yán)重傾斜等也能正常記錄。提供給執(zhí)法管理人員予以備案、查證。 系統(tǒng)車牌識(shí)別算法的優(yōu)化主要體現(xiàn)在以下兩方面： 字符優(yōu)化： 車牌定位和切割方法很方便，在取得單個(gè)字符圖像后，字符圖像也可能存在字符與邊框相連、字符變形和字符斷裂等情況，為此在真正識(shí)別之前需要對(duì)字符位圖作進(jìn)一步的技術(shù)處理，如下圖車牌二值圖水平方向腐蝕后明顯有利于圖像分割和識(shí)別，但對(duì)于黑底和藍(lán)底的車牌則適得其反。常用的方法是將用于識(shí)別的字符位圖按新的點(diǎn)陣大小重新采樣，然后搜索字符位圖的精確上下左右邊界值， 依照字符位圖的寬高值和新的邊界值重新確定字符 像素點(diǎn)，并排除非字符情況， 如左右邊界值之差過小、上下邊界差過小等情況即認(rèn)為非字符，用?取代。 結(jié)果優(yōu)化： 按照模板匹配算法，可以得到若干個(gè)車牌識(shí)別結(jié)果，從中我們選取字符匹配成功數(shù)最多者。如果全部字符匹配成功，則輸出結(jié)果肯定準(zhǔn)確，而在實(shí)際運(yùn)行的車牌識(shí)別系統(tǒng)中即使對(duì)字符作了優(yōu)化處理，但仍有部分字符受車牌色差和環(huán)境的影響有識(shí)別出錯(cuò)可能，為此在識(shí)別結(jié)果中不妨設(shè)定最小出現(xiàn)數(shù)，如規(guī)定整個(gè)車牌中有四位識(shí)別正確就給出車牌結(jié)果，這樣有利于車牌模糊識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用。同時(shí)，依據(jù)我國車牌結(jié)構(gòu)特點(diǎn)還需要進(jìn)行車牌語法校驗(yàn)，如民用車牌尾字不存在警字、軍牌格式中不會(huì)出現(xiàn)領(lǐng)、港、澳、境、掛、農(nóng)、拖字、警牌尾字不能出現(xiàn)學(xué)、試、領(lǐng)、港、澳、境、掛、農(nóng)、拖字、警牌首位不能出現(xiàn)軍牌漢字、武警車牌中不能出現(xiàn)民用和軍用車牌漢字等等，這樣可以大大提高車牌正確識(shí)別率。 第 3章 前端系統(tǒng)設(shè)計(jì) 卡口系統(tǒng)的前端作為基本數(shù)據(jù)采集和處理的系統(tǒng)單元，所采集的數(shù)據(jù)有：車輛信息（包括車牌號(hào)碼、通過的地點(diǎn)、通過的時(shí)間、行駛速度、方向、車道）、 車輛連續(xù)過程圖片等。采集這些數(shù)據(jù)主要通過前端系統(tǒng)的高清攝像機(jī)、視頻檢測(cè) 技術(shù)等。在所要監(jiān)測(cè)的路段，每個(gè)車道配置 1 臺(tái) 200 萬 CCD 高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，用于拍攝汽車的車頭牌照及行進(jìn)過程；單臺(tái) CCD 高清攝像機(jī)與單臺(tái)嵌入式抓拍識(shí)別主機(jī)通過交換機(jī)相連，嵌入式抓拍識(shí)別主機(jī)用于抓拍控制與處理；每車道配置 1 臺(tái) LED 補(bǔ)光燈和1 臺(tái)高頻防眩頻閃燈，用于夜間環(huán)境補(bǔ)光以獲得清晰的圖片信息。 3.1 前端系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 前端系統(tǒng)主要是對(duì)所有經(jīng)過車輛進(jìn)行檢測(cè)、速度檢測(cè)、車輛抓拍、車輛號(hào)牌識(shí)別、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程傳輸?shù)取?按照實(shí)現(xiàn)的功能，前端系統(tǒng)主要包括攝像子系統(tǒng)、補(bǔ)光控制子系統(tǒng)、高清視頻車輛檢測(cè)子系統(tǒng)（軟件）、視頻測(cè)速子系統(tǒng)（軟件）、抓拍控制子系統(tǒng)（軟件）、 號(hào)牌識(shí)別子系統(tǒng)（軟件）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)等，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下： 圖 3-1 前端系統(tǒng)安裝圖 高清攝像機(jī)、LED 補(bǔ)光燈、防眩頻閃燈安裝在挑臂橫桿上，距離地面凈高為6 米以上。高清攝像機(jī)與補(bǔ)光控制模塊安裝在防護(hù)罩里，防護(hù)罩安裝在所要監(jiān)控的車道中間中心線的正上方，車輛觸發(fā)點(diǎn)（圖像的中心點(diǎn)）、與立桿的水平距離為 32 米。 嵌入式抓拍識(shí)別主機(jī)、路口交換機(jī)、光端機(jī)等設(shè)備安裝在設(shè)備箱中，高清攝像機(jī)的信號(hào)通過交換機(jī)輸入嵌入式抓拍識(shí)別主機(jī)，經(jīng)過處理后，捕獲的圖片及識(shí)別結(jié)果經(jīng)傳輸設(shè)備傳送到后臺(tái)監(jiān)控中心。標(biāo)準(zhǔn)雙向 4 車道卡口系統(tǒng)前端硬件設(shè)備路口安裝示意圖如下： 安裝示意圖 實(shí)際安裝圖 3.2 工作原理 本系統(tǒng)控制主機(jī)全天候控制高清攝像機(jī)，并保證在有車無車情況下，均以每秒 15的頻率捕獲高清圖片。本視頻檢測(cè)子系統(tǒng)根據(jù)捕獲后的圖片，在設(shè)定的模擬線圈區(qū)域進(jìn)行高速逐幀掃描處理，若發(fā)現(xiàn)檢測(cè)區(qū)域灰度值發(fā)生變化，開始對(duì)車輛號(hào)牌進(jìn)行尋找。找到車輛號(hào)牌的話，開始對(duì)車輛號(hào)牌進(jìn)行定位及跟蹤；若沒有找到號(hào)牌的話，對(duì)整個(gè)車輛輪廓進(jìn)行跟蹤。對(duì)跟蹤的車輛軌跡進(jìn)行分析和判斷，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的條件，確定違法行為，然后從已經(jīng)捕獲的圖片中選出相應(yīng)位置的違法圖片。 采用三維空間標(biāo)定發(fā)，在屏幕中標(biāo)定 8 個(gè)控制點(diǎn)，實(shí)地測(cè)量這些控制點(diǎn)的空間距離，保存后程序能自動(dòng)算出測(cè)距矩陣。通過測(cè)距矩陣和視頻中車輛的實(shí)際行駛軌跡和時(shí)間等，能夠準(zhǔn)確計(jì)算車輛的實(shí)際行駛速度。 3.3 子系統(tǒng)詳解 3.3.1 攝像子系統(tǒng) 根據(jù)公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件GA/T4972009 中相關(guān)規(guī)定，抓拍的車輛照片既要能看清車牌號(hào)碼、車型、車身顏色等，同時(shí)要滿足業(yè)主提出能夠看清前排乘客面部。因此每個(gè)車道配置一臺(tái)工業(yè)級(jí) 200 萬 CCD 高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，可連續(xù)抓拍 2 張以上圖片反應(yīng)車輛行進(jìn)過程。圖片存儲(chǔ)格式執(zhí)行公安部標(biāo)準(zhǔn)要求的 JPEG 格式，在單張圖片中可以清晰看到地點(diǎn)、車牌、車型、車身顏色、車道、方向等。 攝像子系統(tǒng)由高清攝像機(jī)、定焦鏡頭、室外防護(hù)罩、攝像機(jī)立桿等組成。高清攝像機(jī)采用低照度的高清晰彩色攝像機(jī)，其性能穩(wěn)定，適合于在公路上長(zhǎng)時(shí)間工作。鏡頭選用 25mm 定焦自動(dòng)光圈鏡頭。為適應(yīng)公路光線的變化，自動(dòng)光圈鏡頭可以自動(dòng)調(diào)整進(jìn)光量，以便得到滿意的圖像。防護(hù)罩采用密封性好、防雨、遮陽。能保證攝像機(jī)在公路環(huán)境正常工作，且外觀漂亮大方。防護(hù)等級(jí)符合 IP65 標(biāo)準(zhǔn)。 立桿的高度應(yīng)不少為 6 米，懸臂長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際路寬而定，能夠覆蓋到監(jiān)控的車道的中央上，攝像機(jī)安裝在立桿的懸臂上，對(duì)應(yīng)每個(gè)車道的入口處。立桿的埋設(shè)位置距離車輛觸發(fā)點(diǎn)在 32 米左右。下圖為立桿示意圖。 3-2 單向單車道立桿示意圖 3.3.2 補(bǔ)光控制子系統(tǒng) 考慮到安裝卡口路段夜間照明較暗，因此需要考慮補(bǔ)光。本次補(bǔ)光采用 LED 補(bǔ)光燈高頻防眩頻閃燈。LED 補(bǔ)光燈因?yàn)槠淞炼雀?、功耗低、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，已經(jīng)在電子警察系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。為了看清駕駛室前排乘客面部，選用高頻防眩頻閃燈可透過帶有駕駛室風(fēng)擋玻璃上的遮陽膜，從而獲得清晰的面部圖像。 據(jù)多年的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)可知：標(biāo)準(zhǔn)車牌是晚上底不反光，字反光，但由于不同地方的車牌質(zhì)量多是不盡相同，因此就會(huì)存在一些弊端。例如：藍(lán)牌就有以下幾種情況。A、部分車牌在夜間底色反光，字不反光，與標(biāo)準(zhǔn)的剛好相反，這對(duì)識(shí)別算法就有很大的考驗(yàn)；B、部分車牌在夜間是底色反光，字也反光，底與字在反光上沒有很大的對(duì)比度，連肉眼也難于看清車牌號(hào)碼，何況是電子眼了；C、另外還有部分車牌在夜間底不反光，字不反光，靠普通的小功率 LED 燈是不可能看清車牌的。綜上考慮到種種情況，本項(xiàng)目我們選用外置式白色光頻閃燈，可對(duì)于底反字不反，或底與字都不反的車牌進(jìn)行補(bǔ)光。 補(bǔ)光控制模塊安裝在攝像機(jī)防護(hù)罩內(nèi)。可針對(duì)天氣和時(shí)間變化的需要，可以快速調(diào)節(jié)攝像頭的光圈、快門等參數(shù)，保證抓拍圖像的視覺效果。對(duì)于雨霧、強(qiáng) 逆光、弱光照、強(qiáng)光照等天氣狀態(tài)下，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)攝像機(jī)的光圈、快門、增益，避免了在天氣、光線等很多情況下，抓拍的車輛圖片肉眼不能辨別其車輛特征的問題。配有光敏開關(guān)，根據(jù)光線情況，自動(dòng)控制頻閃燈的開啟和關(guān)閉。 3.3.3 高清視頻車輛檢測(cè)子系統(tǒng) 常規(guī)的視頻檢測(cè)技術(shù)，是根據(jù)移動(dòng)目標(biāo)與地面的灰度差來作判斷的，也就是人工繪畫虛擬線圈，當(dāng)虛擬線圈范圍中的圖像背景發(fā)生改變時(shí)，即判斷有車輛通過。此方法經(jīng)常會(huì)把一些諸如非機(jī)動(dòng)車甚至行人作為事件加以記錄，廢照片會(huì)比較多。 本系統(tǒng)控制主機(jī)全天候控制高清攝像機(jī)，并保證在有車無車情況下，均以每秒 15 幀的頻率捕獲高清圖片。本視頻檢測(cè)子系統(tǒng)根據(jù)捕獲后的圖片，在設(shè)定的模擬線圈區(qū)域進(jìn)行高速逐幀掃描處理，若發(fā)現(xiàn)檢測(cè)區(qū)域灰度值發(fā)生變化，開始對(duì)車輛號(hào)牌進(jìn)行尋找。找到車輛號(hào)牌的話，開始對(duì)車輛號(hào)牌進(jìn)行定位及跟蹤；若沒有找到號(hào)牌的話，對(duì)整個(gè)車輛輪廓進(jìn)行跟蹤。對(duì)跟蹤的車輛軌跡進(jìn)行分析和判斷，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的條件，確定違法行為，然后從已經(jīng)捕獲的圖片中選出相應(yīng)位置的違法圖片。本套高清視頻檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)如下： l 采用高清攝像機(jī)采集圖像進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)準(zhǔn)確率高，不會(huì)對(duì)一些行人、自行車等的誤判斷，有效過濾了非機(jī)動(dòng)車輛的干擾。 l 逐幀比對(duì)檢測(cè)：系統(tǒng)可同時(shí)捕獲多個(gè)百萬像素的有效幀，對(duì)每一幀逐幀比對(duì)分析， 經(jīng)內(nèi)部評(píng)判機(jī)制，確定為動(dòng)態(tài)車輛并給出識(shí)別結(jié)果。實(shí)時(shí)跟蹤，多次識(shí)別，保證高抓拍率和識(shí)別率。特別在夜間、復(fù)雜氣候環(huán)境中，依然高識(shí)別率。 圖 3-3 逐幀比對(duì)檢測(cè)示意圖 l 多目標(biāo)跟蹤：采用我公司的多目標(biāo)跟蹤與多目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，可對(duì)視頻圖像中的所有目標(biāo)（車輛）進(jìn)行檢測(cè)、鎖定、跟蹤，并精確描述其運(yùn)動(dòng)軌跡，判斷其違法行為。 大量實(shí)驗(yàn)分析，我公司這種視頻檢測(cè)的算法，對(duì)車輛、樓宇以及樹木等等的陰影、行人、非機(jī)動(dòng)車輛、夜晚車輛大燈、大雨、雪、地面有水時(shí)的反光等等各種環(huán)境噪聲都有很好的濾除和衰減作用，大大提高了系統(tǒng)的捕獲正確有效率。特別是對(duì)夜晚環(huán)境的噪聲有較好的濾除作用，提高高清工業(yè)攝像機(jī)夜晚的畫面質(zhì)量。 3.3.4 視頻測(cè)速子系統(tǒng) 本系統(tǒng)對(duì)卡口所有經(jīng)過的車輛進(jìn)行抓拍的同時(shí)，采用視頻軟件測(cè)速法，可以精確的計(jì)算出車輛的行駛速度。此種視頻軟件測(cè)速法采用三維空間計(jì)算法，在屏幕中標(biāo)定 8 個(gè)控制點(diǎn)，實(shí)地測(cè)量這些控制點(diǎn)的空間距離，保存后程序能自動(dòng)算出測(cè)距矩陣。通過測(cè)距矩陣和視頻中車輛的實(shí)際行駛軌跡、時(shí)間等，準(zhǔn)確計(jì)算車輛的實(shí)際行駛速度。 此種方法計(jì)算出來的速度較為準(zhǔn)確，但測(cè)量過程較為復(fù)雜，對(duì)空間坐標(biāo)測(cè)量的準(zhǔn)確性有較大要求。具體的軟件測(cè)速配置方法如下：l 啟動(dòng)配置新方法參數(shù)界面 參考見下圖：通過 HVSETUP 調(diào)試軟件，進(jìn)入高級(jí)設(shè)置中，對(duì)應(yīng)軟件測(cè)速菜單，點(diǎn)擊【配置新方法參數(shù)】按鈕即可彈出具體配置界面。 新視頻測(cè)速標(biāo)定界面 配置方法一：標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定模式 1） 方法概述 本方法通過使用四個(gè)等高的標(biāo)記物（分別記為物體 A、B、C、D）對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，四個(gè)標(biāo)記物圍成一個(gè)長(zhǎng)方形擺放在道路上，推薦此長(zhǎng)方形位于屏幕中央大小盡量覆蓋整個(gè)屏幕的 30%以上。每個(gè)標(biāo)記物可以得到與地面接觸的底部點(diǎn)和標(biāo)記物本身的頂部點(diǎn)，即一共需要 8 個(gè)標(biāo)定點(diǎn)。對(duì)每個(gè)標(biāo)定點(diǎn)需要記錄其在屏幕圖片上的像素坐標(biāo)值，并測(cè)量出四個(gè)標(biāo)記物在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的幾個(gè)參數(shù)（單位：米）：標(biāo)記物高度Heigh，標(biāo)記物圍成長(zhǎng)方形的兩條邊長(zhǎng)|AB|和|AD|。 2） 使用說明 進(jìn)入界面后默認(rèn)選擇：測(cè)量參數(shù)錄入【標(biāo)準(zhǔn)】。則可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定模式標(biāo) 定操作。 將同一個(gè)高度的標(biāo)定物（例如飛桶）在屏幕中四個(gè)位置 ABCD 分別放置，每個(gè)位置分為頂部和底部?jī)蓚€(gè)點(diǎn)，ABCD 圍成一個(gè)長(zhǎng)方形。之后開始測(cè)量工作： 鼠標(biāo)在屏幕上標(biāo)記物的頂部或底部位置點(diǎn)擊右鍵調(diào)出菜單，選擇相應(yīng)的標(biāo)記物和位置信息，程序會(huì)自動(dòng)記錄對(duì)應(yīng)的屏幕坐標(biāo)。也可以通過移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)對(duì)話框標(biāo)題欄顯示的實(shí)時(shí)屏幕坐標(biāo)，手工填寫到右側(cè)的屏幕點(diǎn)測(cè)量中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)； 通過在實(shí)際道路上用皮尺測(cè)量統(tǒng)一標(biāo)定物（例如飛桶）高度、長(zhǎng)方形相鄰兩邊長(zhǎng)|AB|和|AD|； 以上兩部分?jǐn)?shù)據(jù)輸入完成后，點(diǎn)擊【保存并計(jì)算】開始計(jì)算視頻測(cè)速需要的攝像機(jī)標(biāo)定參數(shù)，計(jì)算成功會(huì)彈出相應(yīng)提示； 計(jì)算完成后關(guān)閉此界面，在上級(jí)界面中點(diǎn)擊【確定】即可保存參數(shù)并上傳到設(shè)備。設(shè)置完成后，使用 HvSetup 連接識(shí)別器，即可在附加信息中查看車輛速度。 3） 參考標(biāo)定方法如下列圖： 步驟一：標(biāo)定位置 A 的頂部點(diǎn)： 步驟二：標(biāo)定位置 A 頂部部點(diǎn) （標(biāo)記完同一標(biāo)記物頂部和底部點(diǎn)后會(huì)有紅線連接此兩點(diǎn)）： 步驟三：類似標(biāo)定位置 B 的頂部點(diǎn)和底部點(diǎn)：步驟四：依次標(biāo)定位置 C、D 的底部點(diǎn)、頂部點(diǎn)，完成 4 個(gè)位置共 8 個(gè)點(diǎn)的標(biāo)定，并填寫用皮尺測(cè)量的【標(biāo)定物高度 、】【|AB|間距】和【|AD|間距】， 最后點(diǎn)擊【保存并計(jì)算】，完成后彈出成功提示，如下圖： 4） 輔助放大功能 用新軟件測(cè)速方法時(shí)：為提高測(cè)量精度，在使用測(cè)量參數(shù)錄入【標(biāo)準(zhǔn)】時(shí)，可以通過選擇功能選擇【恢復(fù)原始尺寸】，在圖像區(qū)域點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵托拉選擇一塊區(qū)域恢復(fù)到原始尺寸大?。▽?duì)于高清圖片，既是放大），在此放大出來的圖片上依舊可以通過鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊出的菜單進(jìn)行標(biāo)定。 參考圖如下： 配置方法二：高級(jí)標(biāo)定模式 1） 方法概述 本方法測(cè)量標(biāo)定原理與標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定模式相同，但不能直接通過鼠標(biāo)操作選取標(biāo)定點(diǎn)自動(dòng)錄入指定點(diǎn)的屏幕坐標(biāo)，并且需要對(duì)計(jì)算實(shí)際所有標(biāo)定點(diǎn)間的空間坐標(biāo)距離。因此方法使用較為復(fù)雜，但對(duì)標(biāo)定點(diǎn)的選擇不受需要圍成長(zhǎng)方形的限制，并可以增加標(biāo)定點(diǎn)的數(shù)量。推薦使用 6 標(biāo)定物共計(jì) 12 個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，最少需要 6 個(gè)標(biāo)定點(diǎn)。 2） 使用說明 點(diǎn)擊測(cè)量參數(shù)錄入【高級(jí)】，再點(diǎn)擊【編輯參數(shù)文件】，即通過系統(tǒng)默認(rèn)文本編輯器打開高級(jí)標(biāo)定參數(shù)文本文件。此時(shí)用戶可以按照 U,V,X,Y,Z 五個(gè)參數(shù)一行的模式輸入標(biāo)定點(diǎn)，其中(U,V)為標(biāo)定點(diǎn)屏幕坐標(biāo)（像素），(X,Y,Z) 為對(duì)應(yīng)的實(shí)際測(cè)量坐標(biāo)（米）。標(biāo)定點(diǎn)數(shù)量應(yīng)當(dāng)大于 6 個(gè)，推薦為 12 個(gè)。 參考用法如下： 步驟一：設(shè)標(biāo)記物高度為 0.75 米，共有 ABCDEF 六個(gè)標(biāo)記物在地面圍 成如下形狀 A-B-C D-E -F 其中 AD 垂直于 ABC，F(xiàn)EC 垂直于 ABC 步驟二：測(cè)量得|CE| = |EF| = |AD| = 15 米，|AB| = |BC| = 3.7 米，記錄屏幕任意點(diǎn) P 的屏幕坐標(biāo)記為（實(shí)際用鼠標(biāo)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)位置即可獲得），且假設(shè) A 底部點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)，ABC 方向?yàn)?X 正方向，AD 方向?yàn)?Y正方向，從底部點(diǎn)到頂部點(diǎn)為 Z 方向，則參數(shù)文件應(yīng)填入以下內(nèi)容（屏幕坐標(biāo)用實(shí)際數(shù)字）： UA 底, VA 底, 0, 0, 0UA 頂, VA 頂, 0, 0, 0.75UB 底, VB 底, 3.7, 0, 0UB 頂, VB 頂, 3.7, 0, 0.75UC 底, VC 底, 7.4, 0, 0UC頂, VC 頂, 7.4, 0, 0.75UD 底, VD 底, 0, 15, 0UD 頂, VD 頂, 0, 15, 0.75UE 底, VE 底, 7.4, 15, 0UE 頂, VE 頂, 7.4, 15, 0.75UF 底, VF 底, 7.4, 30, 0UF 頂, VF 頂, 7.4, 30, 0.75步驟三：保存該參數(shù)文件并關(guān)閉編輯器，在界面上點(diǎn)擊【保存并計(jì)算】，計(jì)算成功會(huì)彈出相應(yīng)提示，之后關(guān)閉此界面，在上級(jí)界面中點(diǎn)擊【確定】即可保存參數(shù)并上傳到設(shè)備。設(shè)置完成后，使用 HvSetup 連接識(shí)別器，即可在附加信息中查看車輛速度。 3） 標(biāo)定結(jié)果驗(yàn)證 在【保存并計(jì)算】成功后，可以點(diǎn)擊功能選擇【測(cè)距】并填入需要測(cè)距的測(cè)距平面高度（例如測(cè)量路表面上兩點(diǎn)距離則高度為 0 米，如測(cè)量?jī)蓚€(gè)飛桶頂端距離則高度為飛桶高度），之后可以直接在圖像區(qū)域點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵拉伸出矩形框，在標(biāo)題欄會(huì)顯示矩形框?qū)蔷€連接的兩個(gè)點(diǎn)在制定測(cè)距平面高度上的距離。 此功能主要用于現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證標(biāo)定是否精確。參考圖如下： 3.3.5 抓拍控制子系統(tǒng) 違法抓拍控制子系統(tǒng)安裝在控制主機(jī)中，與視頻檢測(cè)子系統(tǒng)、號(hào)牌識(shí)別子系統(tǒng)協(xié)同工作，主要完成對(duì)卡口車輛進(jìn)行抓拍，檢測(cè)系統(tǒng)軟件、硬件工作狀態(tài)，設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)等功能。 違法抓拍控制系統(tǒng)在控制主機(jī)上電后，程序自動(dòng)加載運(yùn)行。首先將攝像機(jī)的視頻信號(hào)實(shí)時(shí)傳送到控制主機(jī)；由控制主機(jī)上的圖像采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將采集到的圖像信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)字處理。應(yīng)用多目標(biāo)識(shí)別與跟蹤技術(shù)，對(duì)所有圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；當(dāng)檢測(cè)到目標(biāo)車輛后對(duì)目標(biāo)進(jìn)行鎖定，并對(duì)鎖定的目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤處理。通過目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的矢量圖，算出其運(yùn)動(dòng)曲線，得出此車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 本系統(tǒng)對(duì)卡口車輛記錄 2 個(gè)位置圖片信息，車身剛進(jìn)入圖像畫面內(nèi)時(shí)抓拍 1 張，整個(gè)車身處于圖像畫面中心位置時(shí) 1 張，同時(shí)對(duì)畫面中的車牌號(hào)碼進(jìn)行截取。 圖 3-4 闖紅燈抓拍過程圖 抓 拍 圖 片