视频卡口系统方案.doc
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4、 述31.1 简 述31.2指导思想31.3设计原理41.4设计目标4第二章 系统介绍72.1系统描述72.2系统特点7第三章 系统组成83.1 系统简介83.2前端卡口系统组成93.2.1图像采集和处理子系统103.2.2主控子系统113.2.3辅助照明子系统143.2.4车辆检测子系统153.2.5号牌识别与比对子系统183.2.6配电及安全子系统203.3图像传输系统213.4指挥中心系统22第四章 系统功能244.1功能介绍244.2 主要功能详细介绍26第五章 技术特性和指标305.1 系统基本特性305.2 系统技术指标33 成都深港监控技术有限公司 Http:/ Email:00
5、4 联系电话:(028)87011041 8701791614传 真:(028)87015947 页码:35第一章 概 述1.1 简 述本系统是集智能化计算机视觉、视频采集、图像处理、图像识别、通信、自动控制等多项技术为一体的公安交通智能化产品。我公司研制的卡口系统设备是一种采用视频检测技术的设备,其特点是通过摄像机提供的视频图像进行监测和抓拍,从而获得各种车辆的实时信息。所抓拍的照片经过主机进行智能处理,自动识别车辆号牌及计算车速,并将各种结果送至中心管理计算机。中心管理计算机负责数据库查询、数据显示,提供报警信息,在有条件的地方中心管理计算机可通过远程通讯可与公安交通数据库相连,进行远程管
6、理,并可以传输实时图像和远程检索路段的录像内容,系统配备无线接口和相关的专用设备,在不具备通信线路的地方,可以通过无线方式对通缉车辆实现卡口数据的快速更新和被通缉车辆信息的快速播发。1.2指导思想采用开放性、模块化、智能化的体系结构,依托现有的信息网络系统和监控指挥中心管理系统,将各卡口系统融合成一个有机的整体,实现整个系统科学、高效、可靠、协调的管理与运行,达到实时监视,联网布控,自动报警,快速响应,信息共享,监控、威慑、防范与打击并重的综合管理效能与目标。1.3设计原理符合有关国际通用标准,协议和规范,国家与公安部颁布标准及规定的要求;从设计和技术上保证信息共享和综合利用,卡口系统的操作平
7、台、数据格式、通讯接口与通讯协议等都是开放(标准或公开)的,可实现互联互通并支持二次开发或功能调整,保证系统具有良好的可靠性、可扩展性和可维护性;同时可以充分发挥现有资源的作用。1.4设计目标结合城市道路交通的特点,建设具有“国内领先,国际先进”水平的以车辆牌号自动识别为核心技术的道路交通卡口系统。该系统的建成将实现对道路交通信息、违章车辆和涉嫌车辆信息的自动准确采集、记录和识别等功能,满足交通管理人员对道路交通管理和监控的需求。卡口监控工程的建设应具备先进性、成熟性、实用性、可靠性、稳定性、可扩展性等特点。 先进性充分利用科技进步成果,采用先进设备和软件,使系统具有“国内领先,国际先进”的总
8、体水平,并且易于升级换代,在保证其先进性的前提下具有较长的生命周期。1)识别技术先进,识别率高。在核心的车牌识别技术上,采用计算机图像处理和模式识别技术,快速车牌定位分割,多帧图像实时融合,识别结果的可信度判别等高新技术,识别率达90-99%。2)有效去除车灯眩光、太阳照射的强光和逆光的干扰。车灯眩光、强光和逆光是影响车牌识别、降低记录和影响识别有效率的主要问题,摄像机自身难以解决和处理。本系统采用了独有的摄像机控制设备和技术,通过对计算机的自适应控制,白天自动提高摄像机快门、降低摄像机图像亮度、提高清晰度,夜晚自动提高摄像机灵敏度,再加上与视频图像同步的高频LED补光灯,使摄像机在0.1LU
9、X1000LUX光照范围内能清晰拍摄到车辆的车牌号码,从而解决了车灯眩光、强光和逆光对车牌的干扰,使系统能够在全天候条件下都能正常工作。3)识别车牌种类多,具有自适应学习升级能力。采用了独创的识别技术,对于车辆的前、后牌均能有效地识别,并对模糊、倾斜的车牌进行有效矫正,对车牌中不能正确识别的汉字具有自学习能力,能很快适应环境变化。 成熟性采用的车牌识别系统是国内最早通过公安部部级鉴定的产品之一,该系统已在全国多个省市的公安交通管理部门成功应用,运行情况良好,得到了用户的高度评价。 实用性系统功能充分满足用户的实际需求,人机界面友好,易于使用、管理、维护。系统设计、选材、选型符合国家、地方政府的
10、法规政策和行业相关的技术标准,与用户及其上级管理部门的有关规定要求相适应,与用户在经济能力方面的实际情况相吻合。 可靠性选用集成度高的设备。采用自动检测、自动报警、自动监控等技术。强化防病毒、防误操作、防雷、防盗功能。提供数据备份、恢复措施。该系统提供了用户等级权限的保护,可以有效地排除人为因素的干扰。 稳定性系统对温度、湿度、照度、电压以及空间电磁场等环境条件的变化有良好的适应能力,对同一物理量的重复测试偏差在额定范围内。 扩展性系统采用模块化结构。技术平台和接口协议符合国际、国家和行业的相关标准,具有良好的互联,互操作能力,支持二次开发及现有的信息系统、指挥中心联网,便于功能和规模的扩展。
11、第二章 系统介绍2.1系统描述该系统可全天候对经过卡口的机动车辆信息进行实时记录和监测(包括车型、颜色、车牌号码、车流量、时速等),可提供带有车牌号码自动识别技术的图片型数据与实时视频录像记录两种类别的卡口记录方式,大大弥补了单一记录型卡口设备的很多不足。为打击肇事逃逸、侦破机动车盗抢及其它涉案车辆等提供准确的证据和信息,为维护交通治安、加强公安交通管理提供有力的保障;为纠正超速违法、缉查交通肇事逃逸、打击车匪路霸、盗抢和走私机动车等违法案件的发生,提供了准确有效的证据。2.2系统特点l 系统采用的核心技术是数字图像跟踪和数字图像处理技术及模糊识别技术,达到军用要求;l 视频车辆定位精确,抓拍
12、的图片质量好,清晰度高;l 系统可实现全天候24小时自动工作、自动监视抓拍、自动报警等;l 检测方式为视频检测,属目前国内最先进的检测方式;l 牌照清晰;l 自然光识别和红外光识别;l 软件界面友好,操作简单;l 自动识别车牌照。识别率和识别速度达到国际ITS技术指标:国际ITS于2001年公布的车牌照识别技术指标, “全牌正确识别率低于90%以及识别速度大于1秒的系统为达不到实际应用标准”。l 开放式(off-the-shelf)硬件构架;l 采用嵌入式系统,模块化设计;l 备品备件采购或储备量为零;l 节约总体建设投资,减少施工安装工作量。第三章 系统组成3.1 系统简介 该系统为采用了目
13、标跟踪、模式识别及图像处理技术的全视频检测方式的治安卡口检测系统。该产品是根据我公司多年在ITS领域积累的经验,结合视频处理和视觉跟踪技术,自主研发的智能化新产品,其最大优点是提供现场视频图像,直观反映车辆的通行状况、检测精度高、施工方便等。 该视频检测系统由车辆检测系统、传输系统和指挥中心管理系统三大部分组成。前端的车辆检测系统完成车辆检测、车速计算、车辆图片抓拍、牌照识别、比对和黑名单车辆报警等,将数据通过传输系统传给后台数据管理系统,由数据管理系统完成车牌复核、车流量统计、嫌疑车辆报警等工作,并对各项数据进行统计、管理。图1 系统结构图3.2前端卡口系统组成前端卡口检测系统的设备主要分为
14、以下几个子系统:1)图像采集和处理子系统;2)主控子系统;3)辅助照明子系统;4)辅助控制及车辆检测子系统;5)号牌识别与比对子系统;6)配电及安全子系统。各监控点子系统和传输设备及路由、监控中心计算机网络构成一套完成的治安卡口系统,实现对通行车辆的监控、记录和报警。视频图像采集全景摄像机图像远程传输指挥中心操作站工控机图像处理系统实时报警单元车牌特写摄像机视频车辆检测器指挥中心服务器辅助照明单元图2 系统结构组成图3.2.1图像采集和处理子系统图像采集子系统主要是指采集车辆信息的摄像机等设备,这部分设备将所有通过治安卡口的车辆的图像,传送到图像处理系统。其中镜头完成对现场光线的聚集,摄像机则
15、将光信号转换为模拟视频信号,视频采集卡再将模拟视频信号转换为数字视频信号,为车辆检测模块和牌照自动识别提供原始图像信息;防护罩为前端成像设备提供防护。对于卡口设备来说,需要24小时不间断工作,昼夜光照度变化大(夜间低于0.01Lux,阳光下高于100000Lux),相同时刻画面明暗对比强烈(如夜间车辆前大灯与背景的反差),室外工作环境恶劣,因此,摄像机的性能及对环境的适应程度将决定该功能的实现。摄像单元需采用高清晰度的低照度摄像机,可变焦DC驱动镜头,为系统提供原始图像素材。其主要技术规格如下:1/2英寸彩色摄像机,逐行扫描CCD感应器;(1)像素:768(H)582(V);(2)信号制式:P
16、AL;(3)最低照度要求:0.3Lux(F1.2);(4)480线彩色模式;(5)变焦范围:F=550mm;(6)信噪比:50db.(AGC OFF,加重ON); (7)背光补偿:预置开或关,可选;(8)电子快门速度1/50秒1/10000秒;(9)视频光圈:11.50.5VDC,最大50mA连续;(10)轮廓校正:可以选择锐度增强的水平;(11)工作温度:-20 +70;(12)工作湿度:5%95%。3.2.2主控子系统主控子系统由主控机、图像采集卡、I/O卡、网络设备和相关抓拍软件组成。主要功能是: 接收检测器提供的I/O信号; 控制成像系统抓拍图片; 图片压缩; 数据存储; 数据传输。主
17、控系统采用工业用计算机,Win2000以上操作系统,以适应恶劣的工作环境,从硬件和软件两方面,提高了系统的可靠性,充分满足卡口设备对系统稳定性的要求。主机安装有四路图像采集卡,负责图像捕获。通常情况下,在收到视频检测仪输入的信号后,通过摄像机对场景信息进行抓拍。每辆车拍摄三张图片,二张为车辆全景图像,另一张为车辆牌照特写图像。系统对图片进行压缩,并记录有关的车辆信息(时间、地点、牌照号、图片、车速,车辆类型等)。图片压缩后进行存储,同时按照指挥中心的要求,将数据或图片向指挥中心发送。图像采集卡是实现图像正确抓拍的关键,在本系统中我们采用天敏提供的VC4000视频卡,图像分辨力可达到768576
18、24位真彩。主控机:卡口系统用一台主控机运行检测应用软件,为保证系统稳定性和长时间运行的高可靠性,需要配置高质量的、具有良好信誉的品牌工控机和主控板,在本系统中,我们将选用知名品牌研祥工控的最新产品,作为主控计算机检测点基本硬件配置。检测点基本硬件配置(双向四车道)序号设备名称型号数量1工业控制计算机PIV2.4G以上,512M/SCSI 36G硬盘/网卡,至少1个ISA插槽,2个PCI插槽22图像采集卡天敏vc400023全景摄像机高清晰度彩色低照度摄像机24全景摄像机镜头Video驱动,50mm焦距25高精度摄像机及镜头480水平电视线、0.15Lux低照度、50mm46视频车辆检测器检测
19、检测车辆27摄像机室外防护罩市场标准防护罩68LED特写照明LED-200049照明设备工业照明灯250W210I/O卡PCL724/731研华211安装支架可调式云台和抱箍6说明:建议在卡口现场需要大容量存储数据的应用中硬盘选用SCSI硬盘。以上仅列出的基本硬件设备,不包含现场机柜、电源等。检测点软件配置序号软件名称及型号数量1卡口系统软件12车牌照自动识别系统软件13中心端系统管理软件14传输软件13.2.3辅助照明子系统因为卡口系统必须24小时运行,对于室外图像抓拍,环境照度无疑是个无法避免的问题,夜晚、阴雨天环境照度低,为了抓拍到清晰的图像,一方面在选用CCD摄像机时,充分考虑低照度性
20、能,另一方面就是增加照明。在充分考虑多种因素下,在卡口系统的应用中,我们选用了LED智能补光灯作为牌照摄像辅助照明设备。LED补光灯主要用于光线较暗或有强烈反光时,提高车牌字符的识别能力。补光灯由卡口系统中的图像采集卡进行控制,确保了补光时刻与图像采集时刻的精确配合,即使在夜间也能获得理想的拍摄效果。补光灯安装在6米的高度,补光灯光束与垂直方向夹角大约是58.8度。试验证明,补光灯在这个位置对驾驶员没有负面影响。为了提高夜间图像清晰度,通常需要加可见光照明装置,特别是在彩色车辆牌照识别时,如果没有足够的光源,图像识别率会降低,抓拍有效率也会受到较大的影响。在采用了智能补光灯后,卡口机对环境光线
21、的要求就比较低,对车行方向25米以内有路灯且光照度足够的地方,无须安装辅助照明,在无路灯或光照不足的情况下,为了改善夜间动态视频图像的亮度以及减少补光灯对司机视力的影响,每车道须增加150-250W金卤灯照明。照明:每条车道用一只LED补光灯为车牌特写摄像机提供补光光源;每个监测点用一只150-250W集照型工业照明灯(金属卤素灯)提供前车头环境照明。3.2.4车辆检测子系统车辆检测单元是指我公司自行研发的视频检测仪。视频检测器通过视频传感器(摄像机)来提供交通信息,使用时在被检测车道内设置虚拟视频线圈(即检测区),车辆在进入检测区时图像的背景灰度值将发生变化,从而判断线圈内是否车辆,并根据变
22、化量来计算出车辆抵达的时间、车辆的数量和速度。与传统的交通信息采集技术相比,视频检测器具有以下不可比拟的优点:1、 不需要埋设线圈,在预留有管道的地方不需要破坏路面,不影响交通;2、 通过传输线路在管理中心即可对参数进行设置,维护量小;3、 可与监控系统共用摄像机,提供现场的视频图像甚至车牌号,使发生的案件实现可追述和查询,提高案件侦破的速度。录像文件也可作为违法处罚的证据之一;4、 可根据实际需要来移动虚拟检测线圈,无需重复施工,在将来道路有可能扩容的地区优势更为明显;5、 视频检测设备安装和调试较为容易,特别适宜需要变更检测地点或可能重新规划的系统;6、 视频技术可抓拍到红灯时车辆还没有过
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