智能交通高清電子警察系統(tǒng)方案

1、智能交通高清電子警察系統(tǒng)方案3.1系統(tǒng)概述電子警察系統(tǒng)是通過采集、處理、顯示及發(fā)布交通流參 數(shù)、事件等動態(tài)交通流信息，為城市道路現(xiàn)代化監(jiān)控系統(tǒng)的 建立提供一流的交通信息支持與技術(shù)服務(wù)。利用科技手段實 現(xiàn)對道路交通進(jìn)行有力的治理，既能有效的防止此類交通違 章行為，減少由此引起的事故，又能對違章的駕駛員起到威 懾作用，促進(jìn)交通秩序良性循環(huán)，同時能將部分交警解放下 來，在一定程度上緩解警力不足，真正體現(xiàn)向科技要警力的 無窮力量。本方案采用高清闖紅燈自動監(jiān)測記錄系統(tǒng)，主要設(shè)備由 前端信息采集部分，網(wǎng)絡(luò)傳輸部分和中心管理部分組成，系 統(tǒng)核心設(shè)備為嵌入式一體化高清攝像機，該攝像機為我公司 自主研發(fā)，采用L

2、INUX操作系統(tǒng)，集抓拍、識別、控制、錄 像、傳輸于一體，每個車道攝像機都能獨立正常工作，結(jié)構(gòu) 簡單、性能穩(wěn)定，環(huán)境適應(yīng)性強。從系統(tǒng)、整體的范疇考慮， 將交通中的各要素綜合考慮，做到人、路、車三者的有機結(jié) 合，充分應(yīng)用闖紅燈記錄系統(tǒng)使交通監(jiān)控真正實現(xiàn)"智能化"，極大地提高交通管理的效率，確保交通安全。3.2點位分布本項目的電子警察系統(tǒng)分為兩部分：新建部分和改在部 分，具體點位分布如下：1）電子警察系統(tǒng)新建點位分布：序號布點具體位置方向車道數(shù)量檢測模1九九路與山谷大道路東往西3+1（非機）視頻+線丿、1I 1西往東3+1（非機）南往北3+1（ 3非機）北往幸，.3+1（非2+

3、1 （輔匚機）.2口良塘大道與蘆良西路交叉口東往西請道）卷西往東2+1 （輔道）南往北2視頻+線圈1 1 J 1Ll 北往南23交叉口承風(fēng)路與幕阜大道路東往西2T圈視頻+線ZJ、1 西往東2J | 丄 ZT、南往北2I IJ 1Li 北往南24口寧紅大道延長線與洋訓(xùn),1- v苦 7攵 rr，-U |1 1J 東往西2+1 （輔肅道）卷視頻+線西往東3 1 丄 ZJ 南徉北3T IjLi北往南15洲大道路口良塘大道與江渡 大道東往西t3+1（非:機）卷視頻+線不1工4士 2U3+1（非:機）南往北3+1（非:機）m |工”匕 士由3+1（非:機）6路口東盟佳苑路口東往西tvJ 1 1 1卜d亠機

4、）卷視頻+線不1工4士 2u1南往北11南 |工H 北 北往南17柯龍線與黃田里大道東往西t13卷視頻+線西往東2八往東 由彳工廿2Qxd/ V巨存2）電子警察系統(tǒng)改造點位分布:布點具體山谷飯店路口2 '澄江花園寧紅大橋南路口4英才中學(xué)路口山谷大道與散原路XX氣運門口（汽車總站改造電子警察點位方向東往西西往東 南往北 北往南 東往西西往東南往北東往西西往東南往北北往南東往西西往東北往南東往西西往東南往北北往南東往西西往東南往北車道數(shù)33+1 （非4+1 （非4+1 （非檢測模 視頻線圈視頻+線圈線圈視頻+線圈線圈視頻+線圈備注改電子警察、換攝像機、加存儲，桿件利舊，詳細(xì)情況見圖紙 改電

5、子警察、換攝像機、加存儲，換電警桿件，詳細(xì)情況見圖改電子警察、換攝像機、加存儲，換電警桿件，詳細(xì)情況見圖 改電子警察、換攝像機、加存儲，桿件利舊，詳細(xì)情況見圖紙改電子警察、換攝像機、加存儲，桿件利舊，詳細(xì)情況見圖紙 改電子警察、換攝像機、加存儲，換桿1根，其它利舊，詳細(xì)7韓源路口（歐克科西往東3線圈機、加存儲，桿件利舊，詳細(xì)情況見圖紙南往北3北往南3技路口）東往西3視頻+改電子警說明換攝像8散原路與西往東3線圈機、加存儲，桿件利義寧大道南往北3舊，詳細(xì)情況見圖紙及設(shè)計說明北往南3東往西3視頻+及設(shè)計1說明。改電子警察、換攝像9寧紅市場西往東3線圈機、加存儲，桿件利路-南往北3舊，詳細(xì)情況見圖紙

6、10人民醫(yī)院4增加電子警察存儲甘-41-/ V J L體育館路r4，U 口 1一i J /J、1 J IT-I , 丿、 增加電子警察存儲，甘3.3系統(tǒng)原理系統(tǒng)中主要設(shè)備由嵌入式一體化高清攝像機、補光單元、 網(wǎng)絡(luò)傳輸和中心管理等部分組成，系統(tǒng)核心設(shè)備為嵌入式一 體化高清攝像機，集抓拍、控制、識別、錄像、壓縮、傳輸 于一體。具有先進(jìn)的視頻檢測功能，可以對視頻圖像進(jìn)行逐 幀識別，同時自動匹配對應(yīng)車道，對過往車輛進(jìn)行軌跡跟蹤 并做行為判斷，如有違章車輛即進(jìn)行抓拍、 車牌識別、錄像、 存儲，處理結(jié)果上傳到后臺。同時系統(tǒng)兼顧卡口功能，即綠 燈正常行駛的車輛，系統(tǒng)也可以進(jìn)行記錄。電子警察系統(tǒng)原理圖信號燈3

7、31車輛檢測原理采用基于運動檢測的車輛檢測方法，其核心原理是通過 學(xué)習(xí)建立道路背景模型，將當(dāng)前幀圖像與背景模型進(jìn)行背景 差分得到運動前景像素點，然后對這些運動前景像素進(jìn)行處 理得到車輛信息。該方法效果的優(yōu)劣依賴于背景建模算法的 性能。其流程圖如下所示。整個檢測過程分為以下幾個步驟：1、由高清攝像抓拍主機獲取實時的視頻流。2、利用背景差分算法檢測運動前景。首先通過初始多幀 視頻圖像的自學(xué)習(xí)建立一個背景模型，然后對當(dāng)前幀圖像與 背景模型進(jìn)行差分運算，消除背景的影響，從而獲取運動目 標(biāo)的前景區(qū)域。車輛檢測流程圖3、根據(jù)背景差分運算中運動目標(biāo)檢測的結(jié)果，有選擇性 地更新背景模型，并保存背景模型。4、過

8、濾噪聲，并獲取準(zhǔn)確的車輛位置。5、運用時空信息、匹配和預(yù)測等算法，對車輛進(jìn)行準(zhǔn)確 的跟蹤，得到車輛對象的運動軌跡，并保存車輛對象的軌跡 信息。6、判斷車輛是否到達(dá)觸發(fā)線位置，如果沒有到達(dá)，則進(jìn) 行下一幀的檢測，如果到達(dá)則發(fā)出觸發(fā)信號。車輛的抓拍觸發(fā)綜合運用了車牌檢測算法和車輛檢測算法，如下圖:車輛抓拍觸發(fā)原理示意圖系統(tǒng)首先采用車牌檢測算法，在車輛到達(dá)觸發(fā)線的時刻， 若系統(tǒng)檢測到圖像中存在車牌，則觸發(fā)抓拍，并進(jìn)行車牌識 別；對于無后車牌或后車牌遮擋的車輛，系統(tǒng)無法檢測到車 牌，此時將啟用車輛檢測算法，若運動對象與系統(tǒng)內(nèi)建的車 輛模型相匹配，則觸發(fā)抓拍，并記錄為無牌車輛。332紅綠燈檢測原理1、視

9、頻檢測紅綠燈信號視頻分析算法對于紅綠燈的檢測綜合運用了亮度比較算 法與灰度比較算法，在場景中紅綠燈所在位置劃定檢測區(qū) 域，并對該區(qū)域的亮度與灰度的變化進(jìn)行實時地檢測與判 斷，從而獲知當(dāng)前的紅綠燈狀態(tài)。2、信號檢測器檢測紅綠燈信號為確保信號燈檢測的準(zhǔn)確性，在本方案中配置了信號檢 測器來對紅綠燈信號進(jìn)行檢測，以便在某些不利于進(jìn)行視頻 檢測的場合，用來確保對紅綠燈信號判斷的準(zhǔn)確性。信號檢 測器內(nèi)置紅綠燈檢測電路，將被檢測車道的紅綠燈信號引入 到信號檢測器，220V的紅綠燈交流信號被轉(zhuǎn)換為低電壓，通過光耦器件送至內(nèi)部的數(shù)字邏輯門電路，從而完成紅綠燈信 號的檢測。信號檢測器收集紅燈的信息，當(dāng)有車輛在紅燈

10、期間駛過 檢測線，則通過 RS485接口向攝相機發(fā)送抓拍指令，獲取相 應(yīng)違章圖片。333車牌識別原理車牌識別是基于圖像分割和圖像識別理論，對含有車輛 號牌的圖像進(jìn)行分析處理，從而確定牌照在圖像中的位置， 并進(jìn)一步提取和識別出文本字符。車牌識別過程包括圖像采集、預(yù)處理、車牌定位、字符分割、字符識別、結(jié)果輸出等一系列算法運算，其運行流程如下圖所示：圖像采集預(yù)處理-車牌定位r廠r字符分割r字符識別1結(jié)果輸岀平滑、Gama校正、對比度調(diào)整車牌號碼：湘AQ2191車牌顏色：藍(lán)色車牌識別原理示意圖圖像采集：通過高清攝像抓拍主機對卡口過車或車輛違章 行為進(jìn)行實時、不間斷記錄、采集。預(yù)處理：圖片質(zhì)量是影響車輛

11、識別率高低的關(guān)鍵因素，因此，需要對高清攝像抓拍主機采集到的原始圖像進(jìn)行噪聲過 濾、自動白平衡、自動曝光以及伽馬校正、邊緣增強、對比 度調(diào)整等處理。車牌定位：車牌定位的準(zhǔn)確與否直接決定后面的字符分割 和識別效果，是影響整個車牌識別率的重要因素。其核心是 紋理特征分析定位算法，在經(jīng)過圖像預(yù)處理之后的灰度圖像 上進(jìn)行行列掃描，通過行掃描確定在列方向上含有車牌線段 的候選區(qū)域，確定該區(qū)域的起始行坐標(biāo)和高度，然后對該區(qū) 域進(jìn)行列掃描確定其列坐標(biāo)和寬度，由此確定一個車牌區(qū) 域。通過這樣的算法可以對圖像中的所有車牌實現(xiàn)定位。字符分割：在圖像中定位出車牌區(qū)域后，通過灰度化、灰 度拉伸、二值化、邊緣化等處理，進(jìn)

12、一步精確定位字符區(qū)域， 然后根據(jù)字符尺寸特征提出動態(tài)模板法進(jìn)行字符分割，并將 字符大小進(jìn)行歸一化處理。字符識別：對分割后的字符進(jìn)行縮放、特征提取，獲得特 定字符的表達(dá)形式，然后通過分類判別函數(shù)和分類規(guī)則，與 字符數(shù)據(jù)庫模板中的標(biāo)準(zhǔn)字符表達(dá)形式進(jìn)行匹配判別，就可 以識別出輸入的字符圖像。結(jié)果輸出：將車牌識別的結(jié)果以文本格式輸出。3.4系統(tǒng)構(gòu)架本系統(tǒng)采用純視頻檢測方式，自動對視頻流中運動物體進(jìn)行實時逐幀檢測、鎖定、跟蹤，根據(jù)車輛運動軌跡判斷車輛 是否違章并進(jìn)行記錄，無需破壞路面、埋設(shè)線圈。系統(tǒng)采用 500萬CCD高清一體化攝像機為采集主體，單臺攝像機覆蓋 單向3車道；同步支持LED頻閃燈進(jìn)行夜間補

13、光。 設(shè)備穩(wěn)定， 結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝維護(hù)。系統(tǒng)整體分為三部分： 前端采集部分、網(wǎng)絡(luò)傳輸部分和中心管理部分。整體框架圖如下:-存儲F戶端管光纖接收器發(fā)光纖接收器指揮中心3車道模式電子警察 主機智能交通終端管理 設(shè)備（含交換機），號檢測器（選配）LED :光燈LED補光燈智能交通終端管理設(shè)備（含交換機）光纖發(fā)射器電子警察 主機光纖發(fā)射器信號檢測器（選配）系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖前端采集子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要由圖像采集設(shè)備（高清攝像機）、輔助光源（補光燈）、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備（光端機或光纖收發(fā)器） 等組成，完成紅綠燈狀態(tài)檢測、機動車違章行為檢測、違章 圖片抓拍、補光燈控制、違章記錄本地儲存、相關(guān)信息網(wǎng)絡(luò) 上傳

14、等任務(wù)。1、高清抓拍攝像主機：本系統(tǒng)采用500萬像素高清抓 拍攝像主機，圖片分辨率高達(dá)2592 X 2112 （含OSD信息）。單臺高清攝像機可覆蓋 3個車道，提供紅綠燈檢測、車輛檢 測及高清錄像的視頻流。2、補光燈：輔助光源包括LED頻閃燈補光。LED頻閃燈為視頻與圖片抓拍補光，其光敏控制模塊設(shè) 計可自動啟動，當(dāng)環(huán)境光低于預(yù)設(shè)亮度，光源自動打開，為 攝像機補光，保證夜間的攝像效果。 發(fā)光器件為大功率 LED, 壽命在額定功率下達(dá)到 30000小時。LED頻閃燈補光方式安裝調(diào)試簡單，節(jié)約成本，同時不 會對駕駛員造成太大的干擾，也不會帶來光污染。3、 智能終端管理設(shè)備：采用嵌入式高性能處理平臺，

15、內(nèi)置大容量硬盤，可接收來自高清攝像機的JPEG流、H.264視頻流，并進(jìn)行圖片、錄像的前端存儲。支持140萬、200萬、500萬高清監(jiān)控攝像機的接入，具有圖片斷點續(xù)傳、圖 片錄像檢索等功能。內(nèi)置工業(yè)級交換機。4、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備： 包括光纖收發(fā)器等，承擔(dān)將前端設(shè) 備記錄的車輛違法信息傳輸?shù)胶蠖斯芾碇行牡娜蝿?wù)。5、信號檢測器：此產(chǎn)品配合智能相機（包括闖紅燈一體化攝像機、卡口型電子警察系統(tǒng)一體化攝像機），實現(xiàn)闖紅燈違章抓拍和卡口型電子警察系統(tǒng)抓拍，是智能交通抓拍系 統(tǒng)中的一個非常重要的獨立部件。在視頻檢測模式中用于實現(xiàn)紅綠燈信號的接入。網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)主要承擔(dān)將前端設(shè)備記錄的車輛違法信息傳輸?shù)胶蠖?管理

16、中心的任務(wù)，同時操作人員在中心平臺應(yīng)用遠(yuǎn)程管理軟 件通過該網(wǎng)絡(luò)可對前端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、狀態(tài)監(jiān)測及設(shè)備 參數(shù)設(shè)置。該傳輸網(wǎng)絡(luò)可以采用數(shù)據(jù)專線、寬帶網(wǎng)絡(luò)、光纖 網(wǎng)絡(luò)、無線GPRS/CDM等方式。如果與視頻監(jiān)視系統(tǒng)共用光 端機，可采用數(shù)模復(fù)用光端機，即在一根單模光纖上傳輸視 頻監(jiān)控系統(tǒng)前端攝像機的視頻信號及控制信號，同時提供 100/1000M的以太網(wǎng)口用以傳輸系統(tǒng)前端設(shè)備記錄的違法車 輛信息。343中心管理子系統(tǒng)中心管理子系統(tǒng)主要由設(shè)備接入、數(shù)據(jù)存儲、集中管理 和用戶應(yīng)用四大塊組成。主要實現(xiàn)前端數(shù)據(jù)的接收與存儲、 前端設(shè)備的管理、數(shù)據(jù)的應(yīng)用等功能。從系統(tǒng)的可用性和可擴展性上考慮，整個系統(tǒng)采用C/

17、S和B/S相結(jié)合的模式。C/S模式可以提供友善的用戶界面和 方便的設(shè)備管理功能，B/S增強了系統(tǒng)的可部署性和可用性。 結(jié)合兩種模式的優(yōu)點可以將整個系統(tǒng)的可用性提升到一個 新的高度。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為功能強大的ORACLE 11奧據(jù)庫，提高數(shù)據(jù)的可操作性。在中心系統(tǒng)中可以查看各設(shè)備實時上傳的圖片信息，實 現(xiàn)對路面的實時圖片監(jiān)控。通過客戶端可以完成設(shè)備參數(shù)的 設(shè)置，實現(xiàn)遠(yuǎn)程升級和系統(tǒng)維護(hù)。3.5系統(tǒng)設(shè)計 前端結(jié)構(gòu)示意圖高清電子警察系統(tǒng)的前端采集系統(tǒng)主要由高清網(wǎng)絡(luò)攝像機、補光燈、光纖收發(fā)器、管理終端等組成，結(jié)構(gòu)示意圖如下:電源線 信號線 網(wǎng)絡(luò)線車道iLED補光燈LED補光燈車道2高清抓拍 攝像主機前端采

18、集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖朋紅綠信號燈前端系統(tǒng)功能前端米集系統(tǒng)功能列表:功能名稱功能概述車輛捕獲功能對進(jìn)入場景的車輛進(jìn)行捕獲抓拍；視頻檢測功能采用視頻檢測技術(shù)，自動檢測抓拍到機動 車違反交通安全法行為的連續(xù)照片，同時 具有卡口功能對所有過往車輛進(jìn)行圖像記 錄；闖紅燈記錄功能系統(tǒng)對闖紅燈的違法車輛記錄三張不同位 置的高清全景圖像以顯示違法過程；卡口記錄功能在綠燈、黃燈狀態(tài)時，對通過每個車道的 所有車輛進(jìn)行檢測、抓拍、記錄、保存和 識別；不按車道行駛記錄功能系統(tǒng)對不按車道行駛的違法車輛記錄三張不同位置的高清全景圖像以顯示違法過程；違法變道記錄功能系統(tǒng)對違法變道的違法車輛記錄三張不同 位置的高清全景圖像以顯示

19、違法過程；壓線行駛記系統(tǒng)支持對壓線行駛的違法車輛進(jìn)行檢錄功能測、抓拍記錄與識別；逆行記錄功能系統(tǒng)支持對逆向行駛的違法車輛進(jìn)行檢 測、抓拍記錄與識別；違法停車記錄功能在車牌可識別范圍內(nèi)，系統(tǒng)支持對靜止超 過規(guī)疋時間的違法停車行為進(jìn)行記錄，并 發(fā)送報警信號；路口擁堵分析功能系統(tǒng)支持對路口的擁堵情況進(jìn)行分析和判斷，并根據(jù)規(guī)則發(fā)送報警信號；信號燈狀態(tài) 視頻檢測功 能通過視頻檢測分析的方式判定紅綠信號燈狀態(tài)；信號燈相位同步功能與路口紅綠燈信號進(jìn)行同步，確保抓拍到 的圖片中紅綠燈顏色顯示準(zhǔn)確，避免紅燈 泛黃或無顏色；智能補光功能通過攝像機控制LED補光燈進(jìn)行同步補光號牌自動識別功能根據(jù)捕獲的目標(biāo)照片，自動

20、完成車牌號碼 識別和車牌顏色識別；車身顏色識別功能從捕獲的目標(biāo)圖像中識別出車輛的車身顏 色和顏色深淺；高清錄像功能實現(xiàn)24小時高清視頻錄像功能，視頻編碼 格式支持主流的 H.264 ；視頻測速功能通過視頻分析車輛軌跡，測算車輛速度；數(shù)據(jù)存儲功能系統(tǒng)采集的車輛圖片、違章數(shù)據(jù)、高清錄 像等數(shù)據(jù)支持前端存儲和中心集中存儲；圖片防篡改功能支持對所有視頻、圖片進(jìn)行水印加密處理， 并可檢測是否被篡改；斷點續(xù)傳功能當(dāng)前端網(wǎng)絡(luò)從故障恢復(fù)正常之后，可以直 接從故障點續(xù)傳數(shù)據(jù)；遠(yuǎn)程系統(tǒng)管理維護(hù)功能故障自動檢測、權(quán)限管理功能、日志記錄、 主動校時、遠(yuǎn)程維護(hù)及參數(shù)的設(shè)置等；3.521車輛捕獲功能系統(tǒng)除了能夠捕獲違法闖紅燈的車輛外，還能捕獲在車道上正常行駛的車輛（卡口功能），能捕獲記錄車輛闖紅燈過程中三個不同位置的信息以反映機動車闖紅燈違法全過 程。3.522視頻檢測功能系統(tǒng)采用視頻檢測技術(shù)，500萬像素攝像機可以檢測3 個車道，車輛捕獲率全天 96%以上。能自動檢測抓拍