【正文】 候控制高清攝像機，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。 高清視頻車輛檢測子系統(tǒng) 常規(guī)的視頻檢測技術(shù)，是根據(jù)移動目標(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，即判斷有車輛通過。對于雨霧、強 逆光、弱光照、強光照等天氣狀態(tài)下，可以自動調(diào)節(jié)攝像機的光圈、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。 補光控制模塊安裝在攝像機防護罩內(nèi)。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，這對識別算法就有很大的考驗； 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比度，連肉眼也難于看清車牌號碼，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。 據(jù)多年的項目 經(jīng) 驗可知：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，因此就會存在一些弊端。 LED 補光燈因為其亮度高、功耗低、壽命長等特點，已 經(jīng)在電子警察系統(tǒng)中得 到廣泛應(yīng)用。 高清視頻檢測卡口智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案 27 32 單向單車道立桿示意圖 補光控制子系統(tǒng) 考慮到安裝卡口路段夜間照明較暗，因此需要考慮補光。立桿的埋設(shè)位置距離車輛觸發(fā)點在 32 米左右。防護等級 符 合 IP65 標(biāo)準(zhǔn)。防護罩采用密封性好、防雨、遮陽。鏡頭選用 25mm 定焦自動光圈鏡頭。 攝像子系統(tǒng)由高清攝像機、定焦鏡頭、室外防護罩、攝像機立桿等 組 成。因此 每 個車道配置一臺工業(yè)級 200 萬 CCD 高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，可連續(xù)抓拍 2 張以上圖片反應(yīng)車輛行進過程。通過測距矩陣和視頻中車輛的實際行駛軌跡和時間等，能夠準(zhǔn)確計算車輛的實際行駛速度。對跟蹤的車輛軌跡進行分析和判斷，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。本視頻檢測子系統(tǒng)根據(jù)捕獲后的圖片，在設(shè)定的模擬線圈區(qū)域進行高速逐幀掃描處理，若發(fā)現(xiàn)檢測區(qū)域灰度值發(fā)生變化，開始對車輛號牌進行尋找。 高清視頻檢測卡口智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案 24 嵌入式抓拍識別主機、路口交換機、光端機等設(shè)備安裝在設(shè)備箱中，高清攝像機的信號通過交換機輸入嵌入式抓拍識別主機， 經(jīng) 過處理后，捕獲的圖片及識別結(jié)果 經(jīng) 傳輸設(shè)備傳送到后臺監(jiān)控中心。 按照實現(xiàn)的功能，前端系統(tǒng)主要包括攝像子系統(tǒng)、補光控制子系統(tǒng)、高清視頻車輛檢測子系統(tǒng)（軟件）、視頻測速子系統(tǒng)（軟件）、抓拍控制子系統(tǒng)（軟件）、 號牌識別子系統(tǒng)（軟件）、數(shù)據(jù)存儲 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 31 前端系統(tǒng)安裝圖 高清攝像機、 LED 補光燈、防眩頻閃燈安裝在挑臂橫桿上，距離地面凈高為 6 米以上。在所要監(jiān)測的路段， 每 個車道配置 1 臺 200 萬 CCD 高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，用于拍攝汽車的車頭牌照及行進過程； 單臺 CCD 高清攝像機與單臺嵌入式抓拍識別主機通過交換機相連，嵌入式抓拍識別主機用于抓拍控制與處理； 每 車道配置 1 臺 LED 補光燈和 1 臺高頻防眩頻閃燈，用于夜間環(huán)境補光以獲得清晰的圖片信息。 第 3章 前端系統(tǒng)設(shè)計 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（包括車牌號碼、通過的地點、通過的時間、行駛速度、方向、車道）、 車輛連續(xù)過程圖片等。如果全部字 符 匹配成功，則輸出結(jié)果肯定準(zhǔn)確，而在實際運行的車牌識別系統(tǒng)中即使對字 符 作了優(yōu)化處理，但仍有部分字 符 受車牌色差和環(huán)境的影響有識別出錯可能，為此在識別結(jié)果中不妨設(shè)定最小出現(xiàn)數(shù)，如規(guī)定整個車牌中有四位識別正確就給出車牌結(jié)果，這樣有利于車牌模糊識別技術(shù)的應(yīng)用。常用的方法是將用于識別的字 符 位圖按新的點陣大小重新采樣，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，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為非字 符 ，用 ?取代。提供給執(zhí)法管理人員予以備案、查證。 系統(tǒng)的邏輯設(shè)置合理，檢測程序是抓拍優(yōu)先于車牌識別，只要有過往車輛，就進行抓拍，然后再牌照識別。它是以特定目標(biāo)為對象的專用計算機視覺系統(tǒng)，該系統(tǒng)能從一幅圖像中自動提取車牌圖像，自動分割字 符 ，進而對分割出的字 符 圖像進行識別。 通過調(diào)整攝像機與車輛觸發(fā)點的距離，使得 每 臺攝像機都能覆蓋 － 2 個車道，從而保證對于跨中線行駛車輛同樣可以實行抓拍，避免漏車，保證了車輛的高捕捉率。 ? 多目標(biāo)跟蹤：采用我公司的多目標(biāo)跟蹤與多目標(biāo)識別技術(shù)，可對視頻圖像中的所有目標(biāo)（車輛）進行檢測、鎖定、跟蹤，并精確描述其運動軌跡，判斷其違法行為。實時跟蹤 ， ? 多次識別，保證高抓拍率和識別率。本套高清視頻檢測的優(yōu)點如下： ? 采用高清攝像機采集圖像進行檢測，檢測準(zhǔn)確率高，不會對一些行人、自行車等的誤判斷，有效過濾了非機動車輛的干擾。 視頻檢測技術(shù) 本系統(tǒng)視頻車輛檢測技術(shù)采用車牌跟 蹤和車輛輪廓檢測雙校驗方式，根據(jù)捕獲后的圖片，在設(shè)定的模擬線圈區(qū)域進行高速逐幀掃描處理，若發(fā)現(xiàn)檢測區(qū)域灰度值發(fā)生變化，開始對車輛號牌進行尋找。 夜間抓拍圖片 本系統(tǒng)將補光脈沖寬度控制在微秒量級以內(nèi)，使得系統(tǒng)的閃光對駕駛?cè)藛T的影響降至最低。由于閃光持續(xù)時間很短，因此對司機眼睛的刺激幾乎沒有，同時又能清楚拍攝車牌、車型和司乘人員的容貌。我公司采用的是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的 窄 脈寬高頻補光燈的方式。 智能窄脈沖頻閃燈 本方案設(shè)計，卡口現(xiàn)場不需要長明燈，而是采用智能窄脈沖發(fā)射器進行補光。在達到理想補光狀況下，所采用的 LED 發(fā)光管的功耗是泛光燈的 1/3； ? 對司機及行人沒有影響。 LED 頻閃燈選用的是高亮度大顆粒 LED 發(fā)光管，其優(yōu)點如下： 優(yōu)點： ? 長壽命。 LED 補光燈： 近幾年 LED 技術(shù)的飛躍發(fā)展，因此在城市電子警察補光中逐漸出現(xiàn)了 LED 頻閃燈的身影。傳統(tǒng)的補光方式是采用色溫較高的金屬鹵化物燈，由于 拍攝高速運行車輛和抑制車頭大燈對圖像的影響，一般會采用高速快門的方式，這樣就需要功率較高的金鹵燈對現(xiàn)場照明，即不 經(jīng) 濟也影響駕駛員的視線?？谙到y(tǒng)拍攝大都迎車拍攝，車輛的燈眩光對成像質(zhì)量影響很大。 獨特的補光設(shè)計 國省道的夜間光線環(huán)境始終是一個很難解 訣 的問題。此種方法在不需要增加任何外圍 硬件設(shè)備前提下，通過實地測量距離，填寫空間數(shù)據(jù)即可計算車輛行駛速度。激光測速比較準(zhǔn)確，但激光測速造價很高。線圈測速比較準(zhǔn)確，但故障率比較高。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的淋漓盡 致，而不會出現(xiàn)圖像拖尾、圖像模糊的情況。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 微秒的曝光時間，保證在車輛高速運行的狀態(tài)下不管白天晚上均能抓拍到清晰的圖像。 普通攝像機技術(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，運動物體在像機快門動作（曝光）時的位移量會被記錄下來，造成運動物體發(fā)生縱向模糊的現(xiàn)象，即拖尾現(xiàn)象。通過對過往機動車、前排司乘人員臉像記錄，自動比對車牌信息，自動報警各類布控車輛，從而加大進出卡口機動車和駕駛?cè)说牟榭亓Χ?，為查處交通違法嫌疑車輛、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)。成像采集為異步觸發(fā)方式，在獨特的補光系統(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。所選用的攝像機采用色彩還原技術(shù)，在對源文件的色彩元素進行非常細致的屬性分析、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)達到膠片級水準(zhǔn)，真實的重現(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。 采用 200 萬像素攝像機，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。 這種技術(shù)可以使抓拍前端不安裝工控機，使系統(tǒng)維護變得簡單、方便。 ? 穩(wěn)定性高。 ? 處理速度快。 ? 接口豐富。嵌入式 DSP 設(shè)備優(yōu)越性具體如下： ? 專業(yè)產(chǎn)品。 高清視頻檢測卡口智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案 15 本系統(tǒng)成功使用了拍攝高速運動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 0— 200 公里 /小時高速行駛的車輛，并且采用了智能脈沖頻閃設(shè)備，可以使得系統(tǒng)的閃光對駕駛?cè)藛T的影響降至最低。 系統(tǒng)優(yōu)勢 本公司的高清智能卡口通過對車牌 的實時識別以及駕駛?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動車盜搶案件以及違法責(zé)任人的認定提供重要的技術(shù)支持，同時也為未來更為先進的自動人像比對、特定人員追蹤定位提供數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，對違法犯 罪 行為構(gòu)成強大的威懾力?？傊?，后端系統(tǒng)負責(zé)對前端系統(tǒng)已 經(jīng) 采集并傳送到指揮中心的交通數(shù)據(jù)進行相關(guān)的后臺處理。這部分負責(zé)采集數(shù)據(jù)以及控制命令的傳輸。 前端主要設(shè)備由嵌入式 DSP 抓拍識別主機、路口交換機、高清 200萬 CCD攝像機、LED 補光燈、補光燈控制板、防眩頻閃燈等 組 成。卡口數(shù)據(jù)在 DSP 主機中存儲的同時 ，直接通過光纖傳送到中心。我們?yōu)橄到y(tǒng)配置了 500G 的硬盤。防眩頻閃燈與攝像機配套， 每 車道配置 1 臺防眩頻閃燈。 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，因此我們在 LED 補光燈的基礎(chǔ)上，增加高頻防眩頻閃燈，此種頻閃燈閃光時間 短、回電時間快、高清視頻檢測卡口智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案 12 1500 萬次的閃光壽命，能夠保證長期穩(wěn)定地野外工作。選用 LED 發(fā)光二極管作為補光燈，其使用壽命可以達到 10 年以上，以保障整個系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性。我們用肉眼看去是一個常亮的補光燈，但實際其在快速閃爍。 補光方式： LED 補光燈＋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，考慮到卡口點夜間光照較差，我們需要在夜間對環(huán)境進行補光，我們量身定制了一款 LED 補光燈，用于車輛檢測和車牌識別補光。 我公司基于城市交通對卡口系統(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，采用最先進的數(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，也大大提高系統(tǒng)的抓拍效力。 控制主機：嵌入式 DSP 主機 控制主機實現(xiàn)對檢測部分采集的數(shù)據(jù)進行運算處理，觸發(fā)拍攝部分進行抓拍、壓縮記錄數(shù)據(jù)、號牌識別、實施網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)取Ｍㄟ^測距矩陣和視頻中車輛的實際行駛軌跡、時間等，準(zhǔn)確計算車輛的實際行駛速度。視頻軟件測速是指不接入高清視頻檢測卡口智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案 11 任何的測速設(shè)備，通過車輛在屏幕里移動的幀數(shù)、時間，以及屏幕移動距離和實際距離的對照關(guān)系，來計算車輛的實際移動速度。通過 200 萬高清攝像機連續(xù)生成圖片，然后通過逐張圖片進行比較分析。 車輛檢測：高清動態(tài)跟蹤視頻檢測 我們采用單臺 200 萬 CCD 攝像機既用與成像，又用于視頻車輛檢測。因此摒棄了傳統(tǒng)標(biāo)清模擬攝像機采用遠近景結(jié)合的做法，大大提高了成像質(zhì)量。 因其采用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，組 網(wǎng)方式方便，控制主機即可考慮放置前端，也可考放置中心集中管理。 高清視頻檢測卡口智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案 10 第 2 章 總體設(shè)計 技術(shù)設(shè)計 成像器件：高清 200 萬 CCD 攝像機 在高清公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)（俗稱卡口）中，行業(yè)內(nèi)主路的選擇是 140 萬 CCD 攝像機。 擴展性和易維護性 整體統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、注重實效；該系統(tǒng)須具有良好的擴充能力，可以根據(jù)不斷增長的業(yè)務(wù)處理需要，很容易地進行系統(tǒng)功能的調(diào)整和升級、接入設(shè)備（系統(tǒng)）和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴充。 開放性和標(biāo)準(zhǔn)性 具有良好的開放性，在軟件設(shè)計規(guī)范方面，嚴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)。 先進性和成熟性 采用國內(nèi)外成熟的、先進的軟件開發(fā)與集成技術(shù)，且兼顧未來的發(fā)展趨勢，既高清視頻檢測卡口智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案 9 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)多個城市使用，具有較好的應(yīng)用領(lǐng)域和較大的用戶市場，在技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，保證系統(tǒng)的不斷升級和更新的需要。 具有車輛號牌實時自動識別功能，降低警力工作強度。 高清視頻檢測卡口智能監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)方案 7 設(shè)計依據(jù)