【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(guò)交換機(jī)輸入嵌入式抓拍識(shí)別主機(jī)，經(jīng)過(guò)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 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(wú)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(kāi)始對(duì)車輛號(hào)牌進(jìn)行尋找。找到車輛號(hào)牌的話，開(kāi)始對(duì)車輛號(hào)牌進(jìn)行定位及跟蹤；若沒(méi)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(guò)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。 子系統(tǒng)詳解 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/T497－2009 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(wàn) 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(guò)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(yáng)。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。 32 單向單車道立桿示意圖 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)槠淞炼雀摺⒐牡?、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(guò)帶有駕駛室風(fēng)擋玻璃上的遮陽(yáng)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(méi)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)?？舍槍?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(jué)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(wèn)題。配有光敏開(kāi)關(guān)，根據(jù)光線情況，自動(dòng)控制頻閃燈的開(kāi)啟和關(guān)閉。 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(lái)作判斷的，也就是人工繪畫(huà)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(guò)。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(wú)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(kāi)始對(duì)車輛號(hào)牌進(jìn)行尋找。找到車輛號(hào)牌的話，開(kāi)始對(duì)車輛號(hào)牌進(jìn)行定位及跟蹤；若沒(méi)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(guò)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(wàn)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 33 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(shù)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(huà)面質(zhì)量。 視頻測(cè)速子系統(tǒng) 本系統(tǒng)對(duì)卡口所有經(jīng)過(guò)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(guò)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(lái)的速度較為準(zhǔn)確，但測(cè)量過(guò)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(jiàn)下圖：通過(guò) 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(guò)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U, V，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(shuō)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(kāi)始測(cè)量工作： ① 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(guò)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(xiě)到右側(cè)的屏幕點(diǎn)測(cè)量中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)； ② 通過(guò)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|； ③ 以上兩部分?jǐn)?shù)據(jù)輸入完成后，點(diǎn)擊【保存并計(jì)算】開(kāi)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； ④ 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(xiě)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(guò)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(lái)的圖片上依舊可以通過(guò)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(guò)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(shuō)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(guò)系統(tǒng)默認(rèn)文本編輯器打開(kāi)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 米，共有 ABCDEF 六個(gè)標(biāo)記物在地面圍 成如下形狀 ABC DE 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| = 米，記錄屏幕任意點(diǎn) P 的屏幕坐標(biāo)記為Up, Vp（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, UB 底, VB 底, , 0, 0UB 頂, VB 頂, , 0, UC 底, VC 底, , 0, 0UC頂, VC 頂, , 0, UD 底, VD 底, 0, 15, 0UD 頂, VD 頂, 0, 15, UE 底, VE 底, , 15, 0UE 頂, VE 頂, , 15, UF 底, VF 底, , 30, 0UF 頂, VF 頂, , 30, 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： 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(guò)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(huà)面內(nèi)時(shí)抓拍 1 張，整個(gè)車身處于圖像畫(huà)面中心位置時(shí) 1 張，同時(shí)對(duì)畫(huà)面中的車牌號(hào)碼進(jìn)行截取。 圖 34 闖紅燈抓拍過(guò)程圖 抓 拍 圖 片 格 式 采 用 的JPEG壓 縮 格 式 ，JPEG圖 片 編 碼符合 ISO/IEC15444:2000 的要求。 記錄的原始圖片數(shù)量為3 張，每張圖片均包含時(shí)間信息。 號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別子系統(tǒng) 號(hào)牌識(shí)別子系統(tǒng)集成在路口控制主機(jī)中，用于通行車輛車牌號(hào)碼的實(shí)時(shí)識(shí)別。本號(hào)牌識(shí)別功能符合 GA/T4972009《公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》。白天車輛號(hào)牌識(shí)別準(zhǔn)確率95%；夜間車輛號(hào)牌識(shí)別準(zhǔn)確率應(yīng)96%。 該部分軟件的功能是對(duì)所有捕獲的卡口圖片進(jìn)行實(shí)時(shí)的車輛號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別， 將識(shí)別出的車牌號(hào)碼以文件內(nèi)容的一