【文章內(nèi)容簡介】 圖像，對獲取的每一幀圖像，利用最新的高效視頻檢測技術(shù)對行駛中的車輛的車牌進行定位和跟蹤，從中自動提取車牌圖像，然后經(jīng)過車牌精定位、切分和識別模塊準確地自動分割和識別字符，得到車牌的全部字符信息以及顏色和類別信息。另外通過車輛檢測模塊，可以鑒別出無牌車輛并輸出結(jié)果 。通過查詢違法數(shù)據(jù)庫得到車輛的違法信息，顯示違法車輛的相關(guān)信息，同時現(xiàn)場報警。通過查詢征稽數(shù)據(jù)庫得到車輛的征稽信息，顯示欠費車輛的相關(guān)信息，同時現(xiàn)場報警。另外，系統(tǒng)還采用獨特的在線學(xué)習(xí)新技術(shù)，對各識別模塊進行動態(tài)的調(diào)整，使得車牌識別系統(tǒng)能夠自動適應(yīng)各種應(yīng)用環(huán)境變化，從而大幅提高識別系統(tǒng)的應(yīng)用性。 ? 車輛檢測跟蹤模塊 車輛檢測跟蹤模塊 通過 對視頻進行分析，判斷其中車輛的位置， 來 對圖像中的物體進行跟蹤，并在物體位置最佳的時刻，記錄該物體的特寫圖片，由于加入了跟蹤模塊，本系統(tǒng)能夠很好的克服各種外界的干擾，得到更加合理 的識別結(jié)果，可以檢測無牌車輛并輸出結(jié)果。 ? 車牌定位模塊 車牌定位模塊是一個十分重要的環(huán)節(jié)，是后續(xù)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，其準確性對整體系統(tǒng)性能的影響巨大。本系統(tǒng)完全摒棄了以往的算法思路，實現(xiàn)了一種完全基于學(xué)習(xí)的多種特征融合的車牌定位新算法，適用于各種復(fù)雜的背景環(huán)境和不同的攝像角度。由于該算法是一種完全基于學(xué)習(xí)的算法，只要有足夠的學(xué)習(xí)樣本，可以快速訓(xùn)練出針對不同車牌類型的新的檢測模型。 ? 車牌矯正及精定位模塊 受拍攝條件的限制，圖像中的車牌總不可避免的存在一定的傾斜，需要一個矯正和精定位環(huán)節(jié)來進一步提高車牌圖像的質(zhì)量，為切 分和識別模塊做準備。本系統(tǒng)使用獨創(chuàng)的精心設(shè)計的快速圖像處理濾波器，該算法不僅計算快速，而且利用的是車牌的整體信息，避免了局部噪聲帶來的影響。使用該算法的另一個優(yōu)點就是通過對多個中間結(jié)果的分析還可以對車牌進行精定位，進一步減小非車牌區(qū)域的影響。 JL－ 810 公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng) 技術(shù)白皮書 16 ? 車牌切分模塊 本系統(tǒng)實現(xiàn)了一個十分魯棒的車牌切分模塊。利用了車牌文字的灰度、顏色、邊緣分布等各種特征，能較好地抑制車牌周圍其他噪聲的影響，并能容忍一定傾斜角度的車牌。這一算法有利于類似移動式稽查這種車牌圖像噪聲較大的應(yīng)用。 ? 車牌識別模塊 在車牌識別模塊中，本系統(tǒng)采用了 多種識別模型相結(jié)合的方法，構(gòu)建了一種層次化的字符識別流程，有效地提高了字符識別的正確率。另一方面，本系統(tǒng)在字符識別之前，使用計算機智能算法對字符圖像進行了前期處理，不僅盡可能保留了圖像信息，而且提高了圖像質(zhì)量，提高了相似字符的可區(qū)分性，保證了字符識別的可靠性。 ? 車牌識別結(jié)果決策模塊 本系統(tǒng)與其他車牌識別系統(tǒng)的一大不同之處在于，本系統(tǒng)可以對每幀視頻圖像進行實時識別，因此在一輛車通過視野的過程中，本系統(tǒng)將得到若干相同或不同的識別結(jié)果。這就需要一個識別結(jié)果的決策模塊，具體地說，決策模塊利用一個車牌經(jīng)過視野的過程中 留下的歷史記錄（包括識別結(jié)果、識別可信度、軌跡記錄、相似度記錄等），對識別結(jié)果進行智能化的決策，通過計算觀測幀數(shù)、識別結(jié)果穩(wěn)定性、軌跡穩(wěn)定性、速度穩(wěn)定性、平均可信度和相似度等度量值得到該車牌的綜合可信度評價，從而決定是繼續(xù)跟蹤該車牌，還是輸出識別結(jié)果，或是拒絕該結(jié)果。一個車牌的最終識別結(jié)果是通過分析所有幀的識別結(jié)果，對它們進行智能化的歸類和投票，并結(jié)合一定的文法信息綜合而成。這種方法綜合利用了所有幀的信息，減少了以往基于單幅圖像的識別算法所帶來的偶然性錯誤，大大提高了系統(tǒng)的識別率和識別結(jié)果的正確性和魯棒性。 ? 車牌跟蹤模塊 車牌跟蹤模塊記錄下車輛行駛過程中每一幀中該車車牌的位置以及外觀、識別結(jié)果、可信度等各種歷史信息。由于車牌跟蹤模塊采用了具有一定容錯能力的運動模型和更新模型，使得那些被短時間遮擋或瞬間模糊的車牌仍能被正確地跟蹤和預(yù)測，最終只輸出一個識別結(jié)果。 ? 在線學(xué)習(xí)模塊 JL－ 810 公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng) 技術(shù)白皮書 17 在以上各個模塊中，使用了大量基于學(xué)習(xí)的算法，本系統(tǒng)特別添加了在線學(xué)習(xí)模塊，該模塊采用最新的反饋型學(xué)習(xí)模型，利用決策模塊和跟蹤模塊得到的車牌質(zhì)量、車輛軌跡、速度等反饋信息，智能化地更新一些算法參數(shù)，使得系統(tǒng)能快速適應(yīng)新的應(yīng)用環(huán)境。該算法作為已 有算法的一個有力補充，進一步提高了系統(tǒng)性能。 在智能卡口系統(tǒng)中， 當新識別出來通過某 路 面的 機動 車 車牌 號與車 管所 數(shù)據(jù)對比分析時，發(fā)現(xiàn)車 管所 數(shù)據(jù)庫中不存在該號牌，則系統(tǒng)判定該車輛為假牌嫌疑車輛，自動發(fā)出聲光報警，提示值班人員予以關(guān)注。 經(jīng)值班人員核對相關(guān)信息，確定無誤后可將該車列入假牌車黑名單庫中，并提示前方值勤人員予以攔截。 套牌車的判定依據(jù)是：同一車牌在不合理時間段內(nèi)理論上不可能出現(xiàn)在不同路面 。 當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)途 經(jīng) 監(jiān)測點的機動車輛可能為套牌嫌疑車時，自動發(fā)出 聲光報警，提示值班人員予以關(guān)注。 經(jīng)值班人員核對相關(guān)信息，確定無誤后可將該車列入套牌車黑名單庫中，并提示前方值勤人員予以攔截 。 車流量統(tǒng)計原理 在 智能卡口系統(tǒng)中 ，凡通過 監(jiān)控點 的車輛，檢測主機都能實時檢測，并把檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給工控機，前端系統(tǒng)軟件統(tǒng)計在一定時間段內(nèi)通過每條車道（線圈）車輛的數(shù)量便可得出車流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)主要功能 與特點 系統(tǒng)功能 車輛圖像自動記錄： 本 系統(tǒng)能夠?qū)νㄟ^卡口監(jiān)控點的所有車輛進行 圖像記錄 ，記錄圖片為 全景 與 特征 圖片各一張 ， 圖片 中標明車輛通過的時間、地點、車速、 JL－ 810 公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng) 技術(shù)白皮書 18 方 向、車牌號、車道等信息 。 在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，當 車速范圍在 5Km/h～ 180Km/h時 ，車輛捕獲率大于 99%； 車速測定與超速報警： 本 系統(tǒng)能夠?qū)νㄟ^的車輛速度進行測定，并能對超速車輛發(fā)出報警信號，當車速在 40Km/h≤V 車 ≤1 20Km/h 的范圍時，測速誤差在 177。 2%范圍之內(nèi)；當車速 V 車 ≥ 120Km/h 的時候，測速誤差在 177。 4%范圍之內(nèi) ，測速范圍：5Km/h～ 180Km/h； 車輛號牌自動識別與布控車輛輯查： 本系統(tǒng) 號牌識別的字符庫齊全 ， 能夠?qū)π旭?在我國道路上的各種車牌（民用及軍警車牌，包括 GA36G 規(guī)定中除摩托車、臨時號 牌以外的號牌， 2020 式號牌、武警汽車號牌、軍隊汽車號牌）號碼進行自動識別， 白天車輛號牌識別率不小于 90%，號牌識別準確率不小于 85%；夜間車輛號牌識別率不小于 85%，號牌識別準確率不小于 75%。 系統(tǒng)可實現(xiàn)對超速車輛、違法超車、逆行、不按車道行駛等車輛實時報警， 并能 將通過車輛 快速與“黑名單”車輛（布控車輛）號牌比對，比對結(jié)果一致時立即報警（ 現(xiàn)場及遠程 聲、光報警 ，并顯示車輛圖片信息 ），實現(xiàn)對車輛的不停車輯查。“黑名單”主要指被盜搶車輛、違法未繳罰款車輛、肇事逃逸車輛、作案嫌疑車輛等； 車牌樣式變更時不需更換軟件 ，只需改變識別字庫及字符訓(xùn)練即可完成升級； 車輛號牌顏色自動區(qū)分： 我國常用的車牌底色有黑、藍、黃、白四種顏色，本系統(tǒng)能自動加以區(qū)分。 車流量統(tǒng)計 ： 本系統(tǒng) 24 小時不間斷的對車輛進行檢測 ， 并生成原始的車流統(tǒng)計文件，此文件將定時回傳中心數(shù)據(jù)庫，中心軟件 可根據(jù)時段、車型、車道方向進行流量統(tǒng)計（包括流量圖、流量表、 流量曲線圖等輸出方式），可出具日報表、周報表、月報表以及年報表 ； 數(shù)據(jù)傳輸與遠程維護： 本 系統(tǒng)能夠通過網(wǎng)絡(luò)與遠端監(jiān)控中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、遠程訪問以及遠程系統(tǒng)維護； 數(shù)據(jù)檢索： 本 系統(tǒng)具有一個按車輛信息檢索的應(yīng) 用平臺，能根據(jù)不 同權(quán)限對數(shù)據(jù)庫進行操作，具有模糊查詢、數(shù)據(jù)備份和打印輸出等功能 ； 故障容錯和防盜報警： 本 系統(tǒng)平均無故障運行時間在 3000 小時以上；路口設(shè)備箱在遭到破壞（被撬、撞擊、移動）時 能 自動報警 。 JL－ 810 公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng) 技術(shù)白皮書 19 全路面覆蓋監(jiān)測： 本 系統(tǒng) 通過擴展 ，通過對每條需監(jiān)控的中線、黃線加裝特寫攝像機，實現(xiàn) 對跨中線 、壓黃線 行駛的車輛進行自動抓拍并準確識別車牌號 ，從而 實現(xiàn)全路面覆蓋 監(jiān)測 。 非法占用專用車道抓拍： 本系統(tǒng)通過在路肩加裝線圈和攝像機，可以實現(xiàn)對應(yīng)急車道、專用車道的實時監(jiān)控，對非法占用應(yīng)急車道 、專用車道 的違法車輛進行車牌識別和 圖像抓拍。 前后抓拍： 本 系統(tǒng) 通過擴展 能對 車頭看不清車牌（如摩托車），進行車尾抓拍 ， 從而實現(xiàn)對車輛前后抓拍的 功能。 逆行抓拍： 本 系統(tǒng) 能對逆向 行駛 的車輛進行抓拍。 大屏幕警示： 本 系統(tǒng) 通過擴展可將 報警 信息 通過網(wǎng)絡(luò) 傳送到設(shè)在固定地點的交通 誘導(dǎo)屏上 ，以達到告知和警示的作用。 系統(tǒng)設(shè)備特殊功能： 本系統(tǒng) 主設(shè)備 具有以下特殊功能 ， ? 檢測主機 采用撥碼開關(guān) 設(shè)置 檢測 靈敏度 ， 系統(tǒng)掉電 永 不 丟 失 參數(shù) ，可靠性高 ； ? 工 控機內(nèi)置硬件看門狗，系統(tǒng)死機可自動重啟 ，另 工控機采用 目前運算速度高、一體化 主板， 使系統(tǒng)處理速度快， 并減少 多板卡 插拔引起的不良 影響。 系統(tǒng)特點 采用地感線圈檢測，檢測精度高 ： 本 系統(tǒng)通過 地感線圈進行車 輛 檢測 ， 檢測有效率 ≥ 99％ ， 采用地感線圈檢測 途經(jīng) 車輛時，通過靈敏度自動提升的車輛檢測技術(shù)，可有效檢測高底盤車輛。 攝像機參數(shù)可調(diào) ： 本系統(tǒng)通過控制軟件，可依據(jù)現(xiàn)場實際環(huán)境實時調(diào)整攝像機的參數(shù)，從而有效改善攝像機的拍攝效果。 模塊化設(shè)計，易維護 ： 本 系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，連線簡潔 ，操作方便且 易于維護。 系統(tǒng)性能 參數(shù) 1) 系統(tǒng)測 速范圍： 5～ 180km/h 2) 地感線圈靈敏度： 8 級可調(diào) JL－ 810 公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng) 技術(shù)白皮書 20 3) 圖像捕獲率：≥ 99% 4) 測速精度：當車速小于 120km/h 時，誤差≤ 2%，當車速大于 120km/h 時，誤差≤ 4%； 5) 號牌識別率：白天不小于 90%，夜間不小于 85% 6) 號牌識別準確率：白天不小于 85%，夜間不小于 75% 7) 特征攝像機： 1/2′ 彩色 CCD， 540 線， , 背光補償，強光抑制功能 8) 圖片格式： JPEG 圖像文件 9) 圖像分辨率：全景及特征圖片的分辨率均不小于 768 288 10) 車輛圖片存儲容量：≥ 150 萬輛 11) 工控計算機配置： 不低于 ，可接入 4～ 8 路視頻信號 12) 絕緣電阻：＞ 10MΩ 13) 接地電阻：＜ 10Ω 14) 電壓范圍： 176VAC～ 264VAC 15) 環(huán)境溫度： 20℃～ 70℃ 16) 環(huán)境濕度： 20%～ 95% 17) 平均無故障工作時間： ≥ 3000 小時 系統(tǒng) 設(shè)計 要點 前端配置 （一） 前端攝像及輔助照明單元 頭 特寫 攝像機采用 深圳進林科技有限公司的 JLN602 型 1/2 英寸彩色 CCD。其水平清晰度為 540 線，最低照度小于 ，另外還具有強光抑制功能，能夠在夜間排除車輛前大燈照射對照片產(chǎn)生的影響，從而拍得清晰的車牌號碼。鏡頭采用日本 FUJINON 公司的 10倍（ 7mm70mm） 的手動變焦鏡頭，便于安裝 調(diào)試時獲得最佳的取景范圍，參考圖 ，全景攝像機采用 進林科技有限公司的 JLN603型 1/3英寸彩色 CCD，鏡頭采用日本 COMPUTAR 公司的 TG2Z3514 型 。 JL－ 810 公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng) 技術(shù)白皮書 21 圖 白天 抓拍的 車輛圖片 采用 CDM 燈（單盞 150W）在夜間對被監(jiān)控車道路面進行補光，每個車道采用1盞， 系統(tǒng)抓拍的圖片與白天比較接近 ，如圖 。 圖 夜間 抓拍的 車輛圖片 交流穩(wěn)壓電源 的 功率 為 1KVA。 系統(tǒng) 前端攝像單元 的安裝方式通常采用 L 型支架 或龍門架（車道太寬的情況下）的安裝方式，攝像機與輔助光源分別安裝在車道上方的兩根立桿的橫臂上，當采用 CDM 燈時，燈光與攝像機分別安裝在兩根立桿的橫臂上方。而檢測主機和光端設(shè)備安裝在戶外設(shè)備箱內(nèi)，設(shè)備箱側(cè)裝于攝像機支架的立桿 3～ 5 米高（距地面）處。安裝柱、基礎(chǔ)和緊固件等安裝材料的強度應(yīng)與懸臂、設(shè)備前端尺寸和重量相適應(yīng)，并應(yīng)適當考慮交通意外情況。一般情況下，當車道小于 3車道（含）時，采用 L型支架 ，大于 3車道時采 用龍門架 ，具體視當?shù)厍闆r及施工條件而定。 L型支架： 數(shù)量： 2 根，安裝設(shè)備后，距地面凈高 6