【正文】 道一臺）； 圖 高清卡 口 前端攝像單元 安裝示意圖（ 單 向雙車道） 圖像采集及處理單元 該單元由工控計算機及相應的控制軟件組成。 傳輸單元 傳 傳輸單元主要包括 遠程網(wǎng)絡通信軟件、傳輸設備、傳輸線路，其中由于工控機的安裝位置不同，傳輸設備也有所不同，現(xiàn)場型 (工控機安裝在監(jiān)控點現(xiàn)場 )采用網(wǎng)絡傳輸設備傳輸數(shù)據(jù)信息，遠程型（工控機安裝在監(jiān)控中心）采用光端機傳輸視頻信號及車檢信號， 為 方便系統(tǒng)維護 ， 建議使用遠程型。數(shù)據(jù)中心軟件由 控制軟件、數(shù)據(jù)管理軟件 等組成。 行接線井車行方向高清攝像機閃光燈車方向 JL－ 810 智能 高清卡口系統(tǒng) 技術白皮書 10 系統(tǒng)工作原理 系統(tǒng)工作過程概述 JL－ 810 高清 卡口系統(tǒng)利用當前先進的 計算機圖像處理、模糊識別、遠程數(shù)據(jù)訪問等技術研制而成，前端系統(tǒng)中高清數(shù)字 攝像機一直處于實時 攝 像狀態(tài) （高清數(shù)字攝像機在 CCD 或 CMOS 傳感器環(huán)節(jié)即已完成信號的模數(shù)轉換 ） ， 并 通過 網(wǎng)線傳送到工控機， 當系統(tǒng)檢測到有有車輛通過時， 控制軟件此時在 高清 攝像機 所攝的 數(shù)字圖像信號中 截取 1幅圖片 ， 經(jīng) 車牌識別模塊完成車牌號碼和車牌顏色識別 ，控制軟件記錄車輛通過監(jiān)控點的時間、地點、車輛行駛速度 、 行駛方向 、 車身長度 以及 車輛圖像 、裝載 信息 等，當測得的車速超過系統(tǒng)設定的限速值時，立即現(xiàn)場報警（也可遠程報警），通知值班人員加以注意，以上車牌號碼、車輛圖像、 通行時間、地點、 測速值等 圖像、數(shù)據(jù) 信息 經(jīng)處理 存入本地數(shù)據(jù)庫，并與數(shù)據(jù)庫中布控稽查的黑名單車輛進行比對，如發(fā)現(xiàn)嫌疑車輛，立即發(fā)出聲光報警（也可遠程報警 ） ，通知值班人員予以關注 ，本系統(tǒng)前端工作流程如圖 所示 。 圖 高清 卡口前端系統(tǒng)工作流程圖 如有遠程傳輸網(wǎng)絡，以上圖像、數(shù)據(jù)信息 可 通過傳輸網(wǎng)絡上傳至監(jiān)控中心，并存入 中心 數(shù)據(jù)庫服務器 ； 監(jiān)控中心 后臺系統(tǒng)軟件可 接受前端的報警信息，并轉 JL－ 810 智能 高清卡口系統(tǒng) 技術白皮書 11 發(fā)值班工作站，發(fā)布黑名單等 ，后臺系統(tǒng)軟件對上傳的圖像、數(shù)據(jù)信息進行處理，可進行查詢（布控查詢、違法查詢、過往查詢）、統(tǒng)計（車流量統(tǒng)計、違法統(tǒng)計、車輛統(tǒng)計）等，當需布控車輛時，可錄入布控信息，同時傳至系統(tǒng)前端，本系統(tǒng)監(jiān)控中心工作流程如圖 所示 。 通過公式 12f LC??，可以看出，在車輛檢測器中， C 值是一定的，來自線圈的 L 值是隨著有 車輛（金屬物體）經(jīng)過 而變化的，則 f 值 變化，因此有211122f L C L C??? ? ?，式中 1L 為無 車輛（金屬物體）經(jīng)過 時線圈的電感量， 2L為有 車輛（金屬物體）經(jīng)過 時線圈的電感量， 車檢器通過精確檢測 LC 振蕩電路的頻率變化可以準確判斷是否有車輛經(jīng)過。 進林線圈檢測技術的優(yōu)勢： 1) 有效地解決了線圈之間的串擾； 2) 具有更短的車檢器響應時間； 3) 可檢測高底盤車。計算車輛通過兩線圈所需的時間，配合兩線圈的間距，即可求得平均車速，如圖 。 第一種誤差因素：線圈檢測周期。 進林 JL810 檢測主機的檢測周期為 1ms，以 100 公里 /小時為例，計算理論最大誤差 為 ： JL－ 810 智能 高清卡口系統(tǒng) 技術白皮書 13 1 0 0 1 0 0 0 16 0 6 0 1 0 0 00 .5 %5 .5? ????? 第二種誤差因素：車輛在經(jīng)過兩條線圈時，感應到的部位的范圍不同，這將產(chǎn)生一個難以估計大小的誤差，產(chǎn)生上述誤差的原因一是車輛底盤較高，檢測難度大，如卡車；二是變速行駛；三是跨 道 行駛；本系統(tǒng)的解決方法是，每次測出車前軸和車后軸兩個速度 ，將兩個速度進行誤差比較，保留誤差合格的速度 根據(jù)以上算法計算出來的車輛速度，與系統(tǒng)設置的限速值相比較，再考慮誤差范圍的存在，即可辨別車輛是否存在超速行駛的行為 ,另外通過車輛觸發(fā)線圈的順序可以判斷車輛行駛的方向從而判斷車輛是否逆向行駛，通過計算出來的速度乘以車輛車頭、車尾離開線圈 B的時間差，所計算出來的結果即為車身長度。另外通過車輛檢測模塊，可以鑒別出無牌車輛并輸出結果。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信息，同時現(xiàn)場報警。 ? 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果，可以檢測無牌車輛并輸出結果。本系統(tǒng)完全摒棄了以往的算法思路，實現(xiàn)了一種完全基于學習的多種特征融合的車牌定位新算法，適用于各種復雜的背景環(huán)境和不同的攝像角度。 ? 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量，為切分和識別模塊做準備。使用該算法的另一個優(yōu)點就是通過對多個中間結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。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。 ? 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合的方法，構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。 ? 車牌識別結果決策模塊 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果。一個車牌的最終識別結果是通過分析所有幀的識別結果，對它們進行智能化的歸類和投票，并結合一定的文法信息綜合而成。 ? 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、識別結果、可信度等各種歷史信息。 ? 在線學習模塊 JL－ 810 智能 高清卡口系統(tǒng) 技術白皮書 16 在以上各個模塊中，使用了大量基于學習的算法，本系統(tǒng)特別添加了在線學習模塊，該模塊采用最新的反饋型學習模型，利用決策模塊和跟蹤模塊得到的車牌質量、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)能快速適應新的應用環(huán)境。 在智能 高清 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注。 套牌車的判定依據(jù)是：同一車牌在不合理時間段內理論上不可能出現(xiàn)在不同路面。 經(jīng)值班人員核對相關信息，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。 系統(tǒng)主要功能 與特點 車輛圖像自動記錄： 本 系統(tǒng)能夠對通過卡口監(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、方向、車牌號、車道等信息 。 2%范圍之內；當車速 V 車 ≥ 120Km/h 的時候，測速誤差在 177。 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。 能抓拍司乘人員面部特征 ： 由于本系統(tǒng)采用高清數(shù)字攝像機進行攝像，圖像分辨率達到 130 萬像素，能清晰辨別機動車前排司乘人員 的面部特征，這為 執(zhí)法部門破獲盜搶車輛、交通肇事逃逸司機提供了強有力的證據(jù)，提高了執(zhí)法效率，而傳統(tǒng)的標清卡口無此能力。 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。 大屏幕警示功能： 為對違章車輛告知，并警示更多的車輛，系統(tǒng)通過擴展可將違章車輛及相關的違章信息通過網(wǎng)絡傳送到設在固定地點的交通 誘導屏 上，以達到告知和警示的作用。 攝像機參數(shù)可調 ： 本系統(tǒng)通過控制軟件，可依據(jù)現(xiàn)場實際環(huán)境實時調整攝像機的參數(shù)，從而有效改善 攝像機的拍攝效果。 系統(tǒng)性能 參數(shù) 1) 車速范圍： 5～ 180km/h 2) 地感線圈靈敏度： 8級可調 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) 高清攝像機 有效像素 :1360（ H） 1024（ V），最低照度 : 8) 圖片格式： JPEG 圖像文件 9) 圖像分辨率： 不低于 130 萬像素 JL－ 810 智能 高清卡口系統(tǒng) 技術白皮書 19 10) 車輛圖片存儲容量： ≥ 40 萬輛 11) 工控計算機配置： 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) 設計 要點 前端配置 （一） 前端攝像及輔助照明單元 A. 高清 彩色攝像機及鏡 頭 高清 攝像機采用 重慶創(chuàng)宇的 CYDC1335N， 分辨率為 1360 1024，有效像素高達 130 萬像素 ， 最低照度 。 圖 白天 抓拍 車輛圖片 JL－ 810 智能 高清卡口系統(tǒng) 技術白皮書 20 B. 輔助照明設備 采用 閃光 燈在夜間對被監(jiān)控車道路面進行補光，每個 高清攝像機配置一臺 ，系統(tǒng)抓拍的圖片與白天比較接近 ，如圖 所示。 D. 安裝支架 系統(tǒng) 前端攝像及輔助照 明單元 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 ， 閃光燈 與攝像機 分別 安裝在 兩個 立桿的橫臂上方。安裝柱、基礎和緊固件等安裝材料的強度應與懸臂、設備前端尺寸和重量相適應，并應適當考慮交通意外情況。 L 型支架： JL－ 810 智能 高清卡口系統(tǒng) 技術白皮書 21 數(shù)量： 2根 （攝像機和閃光燈各一根） ，安裝設備后，距地面凈高 6 米以上，橫臂長度根據(jù)路面寬 度而定；立柱和橫臂均采用八角錐形鋼管；立柱壁厚大于5mm，橫臂厚大于 5mm，立柱地端外徑大于 30cm；抗風等級達 12 級。 （二） 圖像處理單元 圖像處理由 1臺工控計算機完成。 當硬盤空間不足時，自動對記錄時間最早的車輛信息和圖片進行循環(huán)覆蓋。本方案設計為 4 或 8路視頻光端機。 指揮中心 （一） 通訊管理服務器 本服務器兼數(shù)據(jù)庫服務器，其主要功能是完成上傳數(shù)據(jù)的存貯和處理。 （二） 存儲設備 存儲設備由業(yè)主另行購置，不包含在本設計當中。車輛信息及照片能通過網(wǎng)絡傳輸?shù)街笓]中心進行匯總，能進行遠程信息查詢。在聯(lián)網(wǎng)的情況下，指揮中心可以對各監(jiān)控點設備進行實時故障監(jiān)測，并在設備監(jiān)控工作站上以形象的圖像加以顯示，對布控車輛牌照和違法進行實時報警，并可以在中心進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)查詢和違法處理流程。 （五 ） UPS 電源 （選配 ） 智能型在線式 ， 1KVA 電池形式 :閥控式鉛酸蓄電池 ,轉換時間 :零中斷 ,超載能力 :110％～ 130％維持 10秒鐘后輸出轉為旁路 ,150％以上維持 300ms。 （六） 與公安指揮系統(tǒng)接口 為了便于公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)與當?shù)毓仓笓]系統(tǒng)集成，公安指揮系統(tǒng)與公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)軟件接口遵循如下原則： ? 公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)應提供系統(tǒng)完整的數(shù)據(jù)庫表結構定義和字典定義； ? 報警、查詢、控制、反饋功能按照統(tǒng)一標準規(guī)范，通過信息服務器機制采用 XML 協(xié)議格式實現(xiàn)。 JL－ 810 智能 高清卡口系統(tǒng) 技術白皮書 23 系統(tǒng)軟件設計說明 前端軟件 前端 軟件安裝在卡口前端系統(tǒng)的工控機內， 主要功能為： 抓拍車輛、識別車牌、 記錄過往車輛信息、數(shù)據(jù)存貯、 車輛布控 ，以及數(shù)據(jù)信息上傳監(jiān)控中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)異地存貯等 。報警設置是設置報警中心客