廠區(qū)車輛雷達(dá)測速抓拍系統(tǒng)方案

1、廠區(qū)車輛雷達(dá)測速抓拍系統(tǒng)方案第一章 概 述21.1 項目背景21.2 目前國內(nèi)外情況21.3項目建設(shè)目標(biāo)3第二章 系統(tǒng)組成42.1 系統(tǒng)描述42.2 系統(tǒng)構(gòu)成52.3 車輛固定式測速系統(tǒng)62.3.1 前端視頻記錄系統(tǒng)7主控抓拍系統(tǒng)9輔助照明子系統(tǒng)102.4指揮中心控制系統(tǒng)102.5工作站管理系統(tǒng)142.6號牌識別系統(tǒng)14第三章 系統(tǒng)工作原理和流程163.1系統(tǒng)原理圖163.2系統(tǒng)工作原理173.3工作流程183.3.1 監(jiān)測點(diǎn)系統(tǒng)工作流程183.3.2 執(zhí)勤點(diǎn)工作流程19第四章 技術(shù)特性和指標(biāo)214.1系統(tǒng)基本功能214.2系統(tǒng)特性234.3系統(tǒng)性能指標(biāo)254.4 號牌識別系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)26第一

2、章 概 述1.1 項目背景車輛超速駕駛行為是引發(fā)交通事故的重要因素，也是普遍存在的問題。由于車速快，司機(jī)對路面情況、前方車輛、行人等各種情況的反應(yīng)時間短，同時由于車速快而導(dǎo)致在發(fā)生緊急情況時制動距離長，輕者造成追尾，車輛受到損壞；重者導(dǎo)致人身傷亡，給社會和家庭帶來重大損失和痛苦。據(jù)統(tǒng)計，交通事故中有10以上是由于超速而引起的。及時發(fā)現(xiàn)超速，并對其進(jìn)行批評、教育、經(jīng)濟(jì)處罰是減少超速違法行為、維護(hù)道路安全的重要手段。因此，必須采取有效手段，嚴(yán)肅治理違法超速行駛行為，使駕駛員嚴(yán)格按道路限速規(guī)定要求行駛，減少由于超速引起的交通事故與違法現(xiàn)象。因此利用現(xiàn)代高新技術(shù)，建設(shè)一套完善的超速駕駛行為自動記錄和取

3、證、處罰系統(tǒng)，是實現(xiàn)有效的交通管理和監(jiān)控，降低超速交通事故的主要手段。系統(tǒng)建成后，可有效檢測和記錄各路段超速行駛的車輛，對違法行駛駕駛員進(jìn)行教育和處罰，最終達(dá)到讓駕駛員自覺遵紀(jì)守法、遵章駕駛的目的，在降低交通事故發(fā)生率，提高安全和暢通行車能力等方面具有深遠(yuǎn)的意義。1.2 目前國內(nèi)外情況目前，世界上所采用的“超速檢測電子警察”設(shè)備主要由：感應(yīng)線圈測速器、激光測速儀、雷達(dá)測速儀與攝像機(jī)或數(shù)碼相機(jī)的組合而成。感應(yīng)線圈式檢測器是傳統(tǒng)的交通檢測器，車輛通過埋設(shè)在路面下的環(huán)形線圈，引起線圈磁場的變化，檢測器據(jù)此計算出車輛行駛速度。此種方法由于必須破壞路面，安裝極為不便；系統(tǒng)無法解決相鄰車道車輛的干擾，易受

4、路況影響，誤抓大，檢測精度低。激光測速是采用激光測距的原理。激光測距（即電磁波，其速度為30萬公里/秒），是通過對被測物體發(fā)射激光光束，并接收該激光光束的反射波，記錄該時間差，來確定被測物體與測試點(diǎn)的距離。激光測速是對被測物體進(jìn)行兩次有特定時間間隔的激光測距，取得在該時段內(nèi)被測物體的移動距離，從而得到該被測物體的移動速度。系統(tǒng)造價昂貴，現(xiàn)在經(jīng)過正規(guī)途徑進(jìn)口的激光測速儀（不含取景和控制部分）價格至少在一萬美金左右。雷達(dá)測速的原理是應(yīng)用多譜勒效應(yīng)，即移動物體對所接收的電磁波有頻移的效應(yīng)，雷達(dá)測速儀是根據(jù)接收到的反射波頻移量計算而得出被測物體的運(yùn)動速度。因此，具有以下特點(diǎn)：1、雷達(dá)波束較激光光束（射

5、線）的照射面大，因此雷達(dá)測速易于捕捉目標(biāo)，無須精確瞄準(zhǔn)。2、雷達(dá)固定測速誤差為±1Km/h，運(yùn)動時測誤差為±2Km/h，完全可以滿足對交通違章查處的要求；3、雷達(dá)發(fā)射的電磁波波束有一定的張角，有效測速距離相對于激光測速較近，最遠(yuǎn)測速距離為800M（針對大型車）。4、雷達(dá)測速儀因技術(shù)成熟，價格適中，而廣受歡迎。但采用單一雷達(dá)測速，車輛高速運(yùn)行時定位不準(zhǔn)，前后相鄰和相鄰車道有車同時進(jìn)入雷達(dá)的測速范圍內(nèi)時，雷達(dá)本身不能區(qū)分哪輛車超速了，但在雷達(dá)測速的基礎(chǔ)上結(jié)合我公司的視頻檢測技術(shù)，便可解決準(zhǔn)確定位問題和判斷出哪條車道的車輛超速。1.3項目建設(shè)目標(biāo)在易發(fā)生交通事故的限速路段，建設(shè)以

6、車輛檢測和牌號自動識別為核心，定點(diǎn)測速功能為輔助的，固定式機(jī)動車超速自動檢測和記錄取證系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建成將實現(xiàn)對道路交通相關(guān)區(qū)域的實時監(jiān)控，對超速駕駛行為進(jìn)行自動記錄取證，對嫌疑車輛進(jìn)行自動布控，并在兩端出入口執(zhí)勤點(diǎn)進(jìn)行攔截和處罰等功能，滿足交通管理人員對道路交通管理和監(jiān)控的需求。系統(tǒng)建成后可取得以下目的：Ø 有效檢測和記錄各路段超速、超載行駛的車輛；Ø 及時通報路況、車流等相關(guān)交通信息；Ø 及時矯正違法違章駕駛行為；Ø 根本降低事故發(fā)生概率和公安干警勞動強(qiáng)度；Ø 極大提高道路通過和利用能力以及交警工作效益效率；Ø 努力強(qiáng)化智能交通、

7、科技強(qiáng)警意識；Ø 彰顯交警公正、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)法形象；Ø 協(xié)助相關(guān)單位查究違法違章車輛和人員，并為偵破刑事案件提供相關(guān)證據(jù)；第二章 系統(tǒng)組成2.1 系統(tǒng)描述廣州萊安提供的測速系統(tǒng)，綜合了計算機(jī)技術(shù)、視頻圖像處理技術(shù)、模式識別技術(shù)、大型數(shù)據(jù)庫管理及網(wǎng)絡(luò)通信等先進(jìn)技術(shù)，對機(jī)動車輛行駛情況進(jìn)行自動監(jiān)測，自動抓拍違法超速行駛車輛圖片，自動識別被盜、搶車輛，為交管部門執(zhí)法提供科學(xué)依據(jù)，是目前實用性極強(qiáng)的科技交通管理手段。網(wǎng)絡(luò)版的產(chǎn)品構(gòu)架，使得系統(tǒng)可以集超速抓拍、現(xiàn)場識別、遠(yuǎn)程傳輸和網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度管理為一體，實現(xiàn)科技強(qiáng)警，成為與世界最新技術(shù)同步的智能交通系統(tǒng)工程。檢測方式：雷達(dá)測速+視頻定位圖1

8、超速自動記錄系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D本次項目建設(shè)的機(jī)動車超速行駛自動記錄系統(tǒng)可以在無人值守的前提下，對通行車輛進(jìn)行全天候24小時不間斷檢測，對超速行駛車輛進(jìn)行記錄和報警，能及時提供車輛超速時間、地點(diǎn)、照片、車速等數(shù)據(jù)作為違法處罰證據(jù)。記錄的圖像和報警信息，能立即通過有線/無線傳輸設(shè)備發(fā)送到管理中心或執(zhí)勤處罰點(diǎn)，并發(fā)出報警聲提醒工作人員及時攔截，執(zhí)勤人員通過打印或直接顯示的圖片對違法駕駛員進(jìn)行現(xiàn)場處罰。2.2 系統(tǒng)構(gòu)成視頻圖像采集全景攝像機(jī)車牌特寫攝像機(jī)超速抓拍、牌照識別和記錄、圖像處理系統(tǒng)實時報警單元數(shù)據(jù)發(fā)送圖像遠(yuǎn)程傳輸指揮中心服務(wù)器交警大隊工作站雷達(dá)測速車牌特寫攝像機(jī)視頻定位輔助照明本系統(tǒng)主要由車輛固

9、定式測速雷達(dá)視頻定位系統(tǒng)、指揮中心管理系統(tǒng)、傳輸和供電系統(tǒng)等幾部分組成。如下圖所示：圖2 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖前端超速檢測系統(tǒng)完成車速檢測、超速判斷、牌照號碼識別、定位拍攝車輛圖像等工作，將超速車輛的數(shù)據(jù)傳到后端。指揮中心管理系統(tǒng)是整套系統(tǒng)的樞紐和核心。指揮中心接收各測速點(diǎn)的車輛數(shù)據(jù)，對超速車輛圖片進(jìn)行二次識別和確認(rèn)，及時將超速車輛圖片發(fā)送到攔截點(diǎn)進(jìn)行處罰。同時，管理系統(tǒng)還將根據(jù)車輛抵達(dá)各監(jiān)測點(diǎn)的時間，計算車輛的區(qū)間運(yùn)行速度，再次判斷是否超速。執(zhí)法人員還可將布控、嫌疑車輛的牌照號輸入到攔截點(diǎn)計算機(jī)的“黑名單”數(shù)據(jù)庫，當(dāng)布控車輛到來時，啟動報警裝置通知執(zhí)法人員及時攔截。各檢測點(diǎn)子系統(tǒng)和傳輸設(shè)備及中心計

10、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一整套完成的超速自動記錄和處罰系統(tǒng)，實現(xiàn)對通行車輛的監(jiān)控、測速、超速車輛及行為自動記錄、遠(yuǎn)程傳送、識別、報警和處罰。2.3 車輛固定式測速系統(tǒng)固定式超速檢測和取證系統(tǒng)分布在全路段各監(jiān)控點(diǎn)上，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)與中心系統(tǒng)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的傳輸。系統(tǒng)主要由雷達(dá)測速儀、視頻圖像定位采集、主控檢測主機(jī)、車牌識別軟件、補(bǔ)光燈單元、電氣安全防范、安裝龍門架等組成。 *雷達(dá)測速儀完成對車輛的檢測、測速；避免鄰車道干擾； *視頻圖像定位采集設(shè)備包括視頻定位儀、彩色攝像機(jī)、鏡頭、安裝支架、防護(hù)罩等，為車輛抓拍提供清晰、實時的視頻圖像；圖3 固定式測速系統(tǒng)示意圖 *主控機(jī)由嵌入式主機(jī)、視頻卡、嵌入式檢測

11、軟件等設(shè)備組成，實現(xiàn)車輛速度與限速值的比較、超速判別、超速抓拍、（時間、地點(diǎn)、違法類型、識別的車牌號等）信息疊加、遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ埽?*車牌識別軟件自動識別抓拍圖片中的車牌號，并疊加在圖片上； *補(bǔ)光燈用于白天強(qiáng)反光和夜晚光線較暗時，使攝像機(jī)能清楚拍攝車輛牌照； *其它設(shè)備包括主機(jī)箱、龍門架、安全和電源保護(hù)裝置、供電系統(tǒng)、有線/無線傳輸、供電系統(tǒng)等。 前端視頻記錄系統(tǒng)視頻記錄系統(tǒng)要求能全天候不間斷工作，能適應(yīng)晝夜光照度變化大，相同時刻畫面明暗對比強(qiáng)烈（如夜間車輛前大燈與背景的反差）等惡劣環(huán)境條件的影響。系統(tǒng)主要包括監(jiān)視和記錄車輛的攝像機(jī)、變焦鏡頭及配套的防護(hù)罩、安裝支架等裝置，為系統(tǒng)提供原始圖像

12、素材。用于道路違法檢測的攝像機(jī)，在選型時主要應(yīng)考慮四個方面的因素，分別是水平分辨率、快門調(diào)節(jié)和最低照度、寬動態(tài)范圍與逆光補(bǔ)償、色彩適應(yīng)能力。1.水平分辨率由于工業(yè)攝像機(jī)的總像數(shù)較低，只能達(dá)到40萬左右，遠(yuǎn)小于數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)的總像數(shù)。因此，分辨率的高低將直接反應(yīng)其攝取畫面的質(zhì)量好壞，一般要求水平分辨率達(dá)到480電視線以上。2.最低照度和電子快門目前，彩色攝像機(jī)標(biāo)稱的最低照度大多在1.0LUX以下，有的甚至可以達(dá)到0.001LUX，但廠家虛報參數(shù)的較多。在道路監(jiān)控和道路違法檢測的應(yīng)用中，為了全天候的工作并攝取快速移動的車輛，攝像機(jī)的快門均設(shè)置為1/120S以下，增益也必須打在正常的狀態(tài)而不是

13、高增益狀態(tài)下，其照度往往達(dá)不到標(biāo)稱值，在夜間光照較弱的情況下，攝像機(jī)就無法攝取到清晰的圖像。因此，需要選擇參數(shù)標(biāo)稱值較為實際的攝像機(jī)，并且在照度不足時利用補(bǔ)光燈照明，以保證系統(tǒng)能在低照度下正常工作。3.寬動態(tài)和逆光補(bǔ)償能力室外光照度在一天24小時內(nèi)變化非常大，在白天強(qiáng)烈陽光照射下，光照度可達(dá)104LUX以上，車輛外殼和車牌均有可能產(chǎn)生強(qiáng)烈反光，紅色信號燈光線暗淡，無法分辨；反之，在夜晚，光照度卻在1.0LUX以下，不但可能看不清車輛信息，迎向行駛車輛的燈光還有可能造成強(qiáng)烈的眩光。一天24小時照度變化如下表所示：晴天中午日光照射時 810×104LUX陰天或斜照較弱時 110×

14、;103LUX日出或日落時 15LUX月光及其以下 10- 40.1LUX從上表可知，為保證電子警察能晝夜24小時正常工作，要求彩色攝像機(jī)不但有較低的光照靈敏度，還要有極強(qiáng)的光圈自動調(diào)節(jié)（超寬動態(tài)）和逆光補(bǔ)償能力。在快門合適的情況下，既能在強(qiáng)烈的日光照射下看清被攝物體，也能在路燈照射光線較弱時看清被攝的物體，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。4.色彩適應(yīng)能力由于遠(yuǎn)景攝像機(jī)需要攝取各個不同情況路段的全景信息，為了使圖片的效果能直觀反映該路段情況，攝像機(jī)的色彩適應(yīng)功能一定要強(qiáng)。超速監(jiān)測點(diǎn)的前端視頻記錄在每個方向配置1臺全景攝像機(jī)抓拍全景圖像，每條車道1臺特寫攝像機(jī)抓拍車頭前部圖像。 主控抓拍系統(tǒng)主控抓拍子系統(tǒng)由

15、主控檢測主機(jī)、圖像采集卡、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和相關(guān)抓拍軟件組成。主要功能是：Ø 接收雷達(dá)測速儀提供的數(shù)字信號；Ø 車輛速度運(yùn)算和判別；Ø 車輛抓拍定位；Ø 控制成像系統(tǒng)抓拍圖片；Ø 運(yùn)行號牌識別軟件并識別；Ø 圖片壓縮和存儲，字符疊加；Ø 數(shù)據(jù)傳輸。主控系統(tǒng)采用工業(yè)用計算機(jī)，Win2000以上操作系統(tǒng)，以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和長時間運(yùn)行的高可靠性，需要配置高質(zhì)量的、具有良好信譽(yù)的品牌工控機(jī)和主控電路。主機(jī)安裝有四路圖像采集卡，負(fù)責(zé)圖像捕獲。通常情況下，在確認(rèn)車輛超速的同時，通過攝像機(jī)對場景信息進(jìn)行抓拍。系統(tǒng)對抓拍的

16、圖片進(jìn)行壓縮，并疊加有關(guān)的車輛信息（時間、地點(diǎn)、車速、車輛類型等）。輔助照明子系統(tǒng)照明：每個檢測車道用一只LED頻閃燈提供攝像機(jī)對車牌的識別能力；智能閃光燈由攝像機(jī)的同步輸出信號控制，并可根據(jù)現(xiàn)場光線強(qiáng)弱自動控制燈的開啟，白天關(guān)閉，晚上或光線不足時自動打開。根據(jù)實際情況，在環(huán)境光照不足以拍攝清楚車輛圖片時，增加一只150-250W集照型工業(yè)照明燈（金屬鹵素?zé)簦┨峁┉h(huán)境照明。因為超速系統(tǒng)必須24小時運(yùn)行，對于室外圖像抓拍，環(huán)境照度無疑是個無法避免的問題，夜晚、陰雨天環(huán)境照度低，為了抓拍到清晰的圖像，一方面在選用CCD攝像機(jī)時，充分考慮低照度性能，另一方面就是增加照明。在充分考慮多種因素下，在超速

17、檢測與取證系統(tǒng)的應(yīng)用中，我們選用了LED智能頻閃燈作為牌照攝像輔助照明設(shè)備。LED頻閃燈主要用于光線較暗或有強(qiáng)烈反光時，提高車牌字符的識別能力。頻閃燈由主控系統(tǒng)中的圖像采集卡進(jìn)行控制，確保了閃光時刻與圖像采集時刻的精確配合，即使在夜間也能獲得理想的拍攝效果。頻閃燈安裝的高度和角度必須與攝像機(jī)同步，閃光燈光束與垂直方向夾角大約是58.8度。試驗證明，閃光燈在這個位置對駕駛員沒有負(fù)面影響。為了提高夜間圖像清昕度，通常需要加可見光照明裝置，特別是在彩色車輛牌照識別時，如果沒有足夠的光源，圖像識別率會降低，抓拍有效率也會受到較大的影響。在采用了智能頻閃燈后，系統(tǒng)對環(huán)境光線的要求就比較低，對車行方向25

18、米以內(nèi)光照度足夠的地方，無須安裝輔助照明，在光照不足的情況下，為了改善夜間動態(tài)視頻圖像的亮度以及減少閃光燈對司機(jī)視力的影響，每方向可根據(jù)現(xiàn)場實際情況增加150-250W金鹵燈照明。2.4指揮中心控制系統(tǒng)系統(tǒng)的指揮中心管理各前端監(jiān)控點(diǎn)綜合控制系統(tǒng)的一部分，包括指揮中心專用服務(wù)器、多臺工作站、路由器和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、防火墻等設(shè)備。該部分主要完成超速違法車輛的圖片和數(shù)據(jù)信息的匯集、存儲、查詢、統(tǒng)計、數(shù)據(jù)備份、違法行為的認(rèn)定、報表生成和打印，以及對前端設(shè)備的管理等工作。圖4 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用示意圖圖5 信息處理流程示意圖服務(wù)器是整個指揮中心系統(tǒng)的核心部分，通常選用高性能（雙CPU）的專業(yè)級產(chǎn)品，通過傳輸設(shè)備

19、和網(wǎng)絡(luò)與前端路段監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)備相連，利用相關(guān)傳輸軟件向客戶端發(fā)出信息，以提取客戶端的各種相關(guān)數(shù)據(jù)及視頻圖片。指揮中心系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器、操作管理計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等組成。 *數(shù)據(jù)庫服務(wù)器接收并存儲前端固定式測速系統(tǒng)抓拍的車輛圖片和信息； *Web服務(wù)器實現(xiàn)整個指揮中心網(wǎng)絡(luò)的資源共享； *管理計算機(jī)對抓拍的車輛進(jìn)行超速二次識別和處理，包括區(qū)間運(yùn)行速度計算；（此項工作也可設(shè)計由各執(zhí)勤點(diǎn)完成） *網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備包括路由器和集線器，通過線路連接到各個交警支隊，將整套系統(tǒng)組合成一個整體。指揮中心系統(tǒng)軟硬件設(shè)備配置：序號設(shè)備名稱規(guī)格、性能單位數(shù)量1數(shù)據(jù)庫服務(wù)器INTEL Xeon3.0G

20、雙CPU/512M內(nèi)存/146.8GB硬盤臺12WEB服務(wù)器Xeon3.0G(2M)以上 1GB/146.8GB(2HS) 1000M*2臺13違法處理工作站英特爾奔騰4處理器/512M DDR/80G硬盤/17寸LCD臺24數(shù)據(jù)庫管理軟件超速車輛數(shù)據(jù)庫和黑名單數(shù)據(jù)庫套15中心管理軟件違章信息錄入，二次識別、運(yùn)算、信息發(fā)送和更改等套16線纜及輔材批1中心控制系統(tǒng)為了保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，設(shè)置了以下安全管理功能：1）具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理和控制功能，工作人員可隨時監(jiān)視、檢查各遠(yuǎn)端子系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并具備遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)重新啟動的功能，防止子系統(tǒng)停止工作。2）多級別和權(quán)限管理功能，并設(shè)置相應(yīng)的密碼。3

21、）只有相應(yīng)級別的管理員才能進(jìn)入系統(tǒng)和車輛數(shù)據(jù)庫，對系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)置，對車輛信息進(jìn)行刪減和更改。其余人員只能監(jiān)看整個系統(tǒng)的運(yùn)營狀態(tài)。4）普通值班人員只能對傳送來的車輛信息進(jìn)行甄別、篩選、復(fù)核、校正、錄入等操作，不能刪除相關(guān)信息。5）所有的操作均會有詳細(xì)的日志記錄，攔截點(diǎn)的報警數(shù)量和車輛信息也將實時保存在管理數(shù)據(jù)庫內(nèi)，管理人員可定期或不定期地對操作員的工作內(nèi)容進(jìn)行檢查。6）只有管理人員才能進(jìn)入和檢查日志記錄的內(nèi)容，值班人員不能更改和刪除，防止值班人員的徇私舞弊行為。2.5工作站管理系統(tǒng)各交警隊工作站作為系統(tǒng)的分中心，主要將指揮中心發(fā)送來的車輛信息與攔截系統(tǒng)識別的車輛進(jìn)行比對，最終實現(xiàn)對超速和布控車

22、輛的處罰。系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、操作處理用電腦等設(shè)備組成。該系統(tǒng)主要完成超速違法圖片和數(shù)據(jù)的錄入、統(tǒng)計、制表等工作，處理后的信息再返回到服務(wù)器進(jìn)行存儲。同時，工作站還可調(diào)用已存儲在服務(wù)器內(nèi)的信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、備份等工作。系統(tǒng)組成如下表所示：序號設(shè)備名稱數(shù)量1專用電腦：P4 2.4G以上CPU，512M內(nèi)存，80G硬盤22專用服務(wù)器：志強(qiáng)2.4G以上CPU，512M內(nèi)存，80G硬盤13彩色照片打印機(jī)14機(jī)架、電纜及其它輔助設(shè)備12.6號牌識別系統(tǒng)本系統(tǒng)采用車牌識別技術(shù)作為核心技術(shù)，同時具備黑名單車輛自動比對功能。系統(tǒng)能正確識別時速不超過320km/h的汽車的號牌，號牌的識別率為90-99.

23、8%；系統(tǒng)采用了大量的計算機(jī)圖像處理和模式識別技術(shù)。其中有基于多分辨率紋理分析和模糊算法的快速車牌定位分割技術(shù)；多幀圖像實時融合去模糊技術(shù)；連續(xù)多幀圖像識別結(jié)果的置信度判決技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，獨(dú)特創(chuàng)新，領(lǐng)先于國內(nèi)其它公司。號牌識別過程介紹如下：在號牌識別過程中，較好的圖片質(zhì)量和正確定位是正確識別號牌的關(guān)鍵。本系統(tǒng)采用自適應(yīng)綜合光強(qiáng)控制算法，通過與系統(tǒng)最終性能車牌識別率和識別正確率直接相關(guān)的車牌圖像區(qū)域的圖象質(zhì)量作為設(shè)計的根據(jù)，建立物理控制模型和數(shù)學(xué)特征控制函數(shù)，實現(xiàn)對攝像頭+視頻采集卡的自適應(yīng)綜合控制，從而獲取質(zhì)量較好的車輛圖片。號牌定位的任務(wù)是確定圖片中有無車輛號牌以及車輛號牌的數(shù)量位置。但號牌

24、定位比較復(fù)雜，車輛在圖像中的位置具有不確定性，可能出現(xiàn)的情況大致有這幾種：車頭位置不確定；號牌在車輛上的懸掛位置不確定；車輛上可能懸掛其它號牌或多個號牌。在本系統(tǒng)中利用號牌的特定紋理信息并采用多尺度分析進(jìn)行號牌的定位。定位后的號牌經(jīng)過號牌分割、傾斜矯正、字符定位和分割，然后采用多幀識別技術(shù)再進(jìn)行字符和漢字的識別。 號牌分割第一次分割，確定號牌上下邊界 第二次分割，確定號牌左右邊界*傾斜矯正字符定位和分割字符和漢字的識別首先根據(jù)字符的序號，將漢字、字母和數(shù)字區(qū)分開來，然后對不同類別字符采用不同的子系統(tǒng)識別。這些子系統(tǒng)又都融合了若干簡單識別器，對待識字符進(jìn)行聯(lián)合識別。 多幀識別為進(jìn)一步提高識別率和

25、識別正確率，系統(tǒng)采用了多幀（57幀）識別技術(shù)，即對同一輛車進(jìn)行連續(xù)的57次識別，對識別出的多個結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合判別，找出最佳結(jié)果。第三章 系統(tǒng)工作原理和流程3.1系統(tǒng)原理圖 圖6 超速自動記錄系統(tǒng)原理圖3.2系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用雷達(dá)測速儀和視頻定位儀對指定車道上行駛的機(jī)動車輛進(jìn)行自動監(jiān)測，綜合分析車輛信息，并計算出車輛的行駛速度。雷達(dá)測速儀利用多普勒效應(yīng)，偵測雷達(dá)發(fā)射電磁波與目標(biāo)返回電磁波的頻率差值進(jìn)行目標(biāo)速度檢測，其原理示意圖如下： 雷達(dá)通過天線發(fā)出頻率為f0的微波信號，當(dāng)信號遇到被測目標(biāo)時，部分信號將被反射回測速雷達(dá)，由于多譜勒效應(yīng)，當(dāng)信號遇到運(yùn)動的被測目標(biāo)時反射信號頻率為f0+f，其中f將

26、隨目標(biāo)速度不同而變化，通過信號處理，可以準(zhǔn)確的測定目標(biāo)速度，其誤差不大于±1Km/h。視頻定位原理:當(dāng)雷達(dá)測速儀檢測到有違法的車輛通過檢測斷面時，向視頻定位抓拍儀發(fā)出報警信號。視頻定位抓拍儀接受到報警信號后，采用虛擬線圈對超速車輛進(jìn)行精確定位，并根據(jù)車輛的位置，對其進(jìn)行抓拍。系統(tǒng)將對違章車輛進(jìn)行車頭或車尾抓拍近景照1張（用作牌照識別）；環(huán)境全景照片1-3張（用作車身認(rèn)證），并疊加違法時間、地點(diǎn)、車速等信息。通過有線/無線通信系統(tǒng)，將超速車輛照片(壓縮圖片文件)和相關(guān)數(shù)據(jù)及時的傳輸至安裝在收費(fèi)站附近的管理控制中心。當(dāng)有車輛到達(dá)收費(fèi)站出口時，安裝在出口處的車牌照識別系統(tǒng)自動識別車牌號，通

27、過與超速牌照信息庫、布控車輛信息庫進(jìn)行比對，如發(fā)現(xiàn)超速或布控車輛立刻報警顯示，執(zhí)勤民警可以在終端管理控制中心對車輛信息進(jìn)行管理操作。3.3工作流程系統(tǒng)設(shè)備檢測到超速，立即發(fā)信號給記錄主機(jī)，至少記錄車輛的3張全景（可以記錄車頭也可記錄車尾）圖片和1張車輛號牌圖片。同時，通過車輛號牌識別系統(tǒng)，對違法車輛進(jìn)行車牌號識別，并在圖像上疊加違法地點(diǎn)、違法時間、違法類型、車速等信息。記錄的車輛信息通過傳輸設(shè)備，發(fā)送到布控和攔截處的工控機(jī)的黑名單數(shù)據(jù)庫里。同時，在道路出口或關(guān)卡處，安裝一套對超速車輛進(jìn)行識別和攔截的子系統(tǒng)，該系統(tǒng)對通過的每一輛車進(jìn)行自動號牌識別，與各超速檢測點(diǎn)傳來數(shù)據(jù)和保存在“黑名單”數(shù)據(jù)庫中

28、的車牌號相比對，如果有相同號碼的牌照，將立即報警。執(zhí)勤人員收到報警后，即可攔下車輛進(jìn)行處罰。用戶還可手動對通行的每一輛車進(jìn)行實時識別，識別出的號碼再與數(shù)據(jù)庫中保存的號碼進(jìn)行比對，對于逃逸、盜搶、欠費(fèi)、違法等車輛，進(jìn)行記錄并報警。3.3.1 監(jiān)測點(diǎn)系統(tǒng)工作流程車輛通過監(jiān)測點(diǎn)，測速雷達(dá)檢測車輛并測速，視頻定位儀定位抓拍超速車輛位置。在檢測到有車通過的同時啟動主控機(jī)的圖片抓拍功能，主控機(jī)接收測速雷達(dá)發(fā)出的速度值判斷車輛是否超速，當(dāng)雷達(dá)監(jiān)測到的車速值超過了規(guī)定的速度值，抓拍系統(tǒng)結(jié)合視頻定位抓拍儀及時抓拍3張全景圖片和1張車牌特寫圖片。號牌照識別系統(tǒng)將抓拍到的車牌特寫圖片進(jìn)行車牌號碼識別，系統(tǒng)將其圖片進(jìn)

29、行壓縮處理，同時將車違法事件、車牌照號碼、車速、違法時間、違法地點(diǎn)等信息疊加在違法圖片上，通過有線/無線網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備，將圖片和數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)胶蠖斯芾砜刂浦行?，也可以手動取盤的方式將前端抓拍數(shù)據(jù)取回指揮管理中心。圖7 超速檢測系統(tǒng)流程圖3.3.2 執(zhí)勤點(diǎn)工作流程1、違章信息接收和處理 各超速監(jiān)測點(diǎn)抓拍的違章車輛圖像和信息，通過傳輸線路，發(fā)回到管理中心，由值班人員進(jìn)行甄別、篩選、校正等處理，對前端未能識別的車輛進(jìn)行二次識別。管理系統(tǒng)根據(jù)車輛抵達(dá)每個測速點(diǎn)的時間，自動計算車輛的區(qū)間運(yùn)行速度，判斷是否超速。2、違章車輛信息保存和上傳經(jīng)處理后的有效的車輛信息，首先保存在服務(wù)器內(nèi)。同時，上傳到執(zhí)勤點(diǎn)數(shù)據(jù)庫

30、，及時更新黑名單數(shù)據(jù)庫。3、報警如果攔截系統(tǒng)識別出有超速和布控車輛通過，將立即向執(zhí)勤點(diǎn)報警，提醒值班員及時攔截。4、攔截、處罰執(zhí)勤點(diǎn)收到報警信號和車牌號碼后，要求駕駛員停車檢查，接受處罰。當(dāng)執(zhí)勤人員接收到超速檢測系統(tǒng)發(fā)送來的超速車輛圖片和信息后，也可不依賴于攔截系統(tǒng)，而只是根據(jù)車輛違章的時間及地點(diǎn)，及時上路對其進(jìn)行攔截和處罰。5、違章處罰流程圖圖8 違章處罰過程流程圖第四章 技術(shù)特性和指標(biāo)4.1系統(tǒng)基本功能1. 車輛捕獲利用雷達(dá)測速儀，可在至少5km/h-320km/h速度范圍內(nèi)對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)行駛的車輛進(jìn)行檢測，對超速車輛進(jìn)行捕獲，單車道車輛捕獲率不低于90%；一旦有車輛通過，即產(chǎn)生觸發(fā)信號，車

31、輛檢測的響應(yīng)速度小于5ms，主控器收到信號后立即啟動定位檢測儀和攝像機(jī)進(jìn)行抓拍，捕獲車輛圖像信息。2. 實時拍攝：對通行車輛進(jìn)行實時檢測，實時抓拍超速全景攝像機(jī)和特寫攝像機(jī)的圖像；超速檢測系統(tǒng)在實際應(yīng)用時，由于日夜環(huán)境照度相差過大，白天有10000lux，夜間則只有0.01lux，普通的攝像機(jī)根本無法適應(yīng)。為了提高系統(tǒng)抓拍圖像的清晰度，確保在各種復(fù)雜環(huán)境（如：雨霧、強(qiáng)逆光、弱光照、強(qiáng)光照、車輛高速運(yùn)動等）下拍攝出清晰的圖片，系統(tǒng)采用了低照度的攝像機(jī)和LED脈沖頻閃照明燈以確保能拍攝到清晰的照片。3. 記錄車輛信息：對于經(jīng)過監(jiān)測點(diǎn)的每一輛機(jī)動車，檢測車輛速度，自動抓拍超速行駛車輛圖像，并記錄車輛

32、通過的信息，包括時間、地點(diǎn)、方向、牌照號、車型、車速等；圖像抓拍：自動記錄超速車輛至少1幅牌照特寫，3幅全景；牌照圖片清楚地反映了車輛牌照特征，可以用于牌照自動識別或人工辨認(rèn)牌照信息；車輛全景圖片可以供人工辨認(rèn)車輛的車型、顏色，所載貨物及所處地點(diǎn)等信息；圖片格式為JPEG/24bit真彩色，壓縮處理后分辨率768*576；在輸出圖片時，系統(tǒng)自動記錄的車輛通過時間、地點(diǎn)、車速、方向等信息疊加在圖片上，保證整個信息的完整性以及不可更改性；對于不能自動識別出牌照的牌照圖片，則保留牌照攝像機(jī)圖片，以便人工識別。數(shù)據(jù)存檔：可以自動或有選擇地將車輛記錄保存到數(shù)據(jù)庫存檔，以便檢索；圖片存儲能力：不低于60萬

33、張圖片的存儲能力；4.自動識別牌照：對車牌照號碼進(jìn)行自動定位、識別；號牌識別準(zhǔn)確，白天不低于90%，夜晚不低于85%的識別率；號牌捕獲及識別時間不高于500ms。5.車速檢測：雷達(dá)測速系統(tǒng)，測量并記錄所有通行車輛的實時車速，并根據(jù)預(yù)先設(shè)置的速度限值，判斷車輛是否超速，一旦超過限定值就會觸發(fā)定位抓拍單元抓怕超速車輛。6.聯(lián)網(wǎng)布控：攔截點(diǎn)主控機(jī)除了識別每一輛過往車輛，對超速車輛到來時進(jìn)行實時報警外，還可進(jìn)行治安聯(lián)網(wǎng)實時布控。主控機(jī)內(nèi)的專門的數(shù)據(jù)庫，同時可用于存儲交通違法行駛、盜搶、肇事、嫌疑等車輛數(shù)據(jù)，俗稱“黑名單”車輛數(shù)據(jù)庫。指揮中心數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，各子系統(tǒng)的嫌疑車輛數(shù)據(jù)庫均保持相同內(nèi)容，由支隊指

34、揮中心數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理，包括添加、刪除、修改、接收布控請求等管理業(yè)務(wù)。主控機(jī)中數(shù)據(jù)庫實時與指揮中心保持同步，過往車輛中一旦有嫌疑車輛通過，即時報警，通知交警。為保證報警的有效性和有效率，嫌疑車輛牌照匹配數(shù)可根據(jù)用戶需要進(jìn)行設(shè)置。7.自動傳輸、接收數(shù)據(jù)：系統(tǒng)檢測的車輛信息數(shù)據(jù)保存在本地的數(shù)據(jù)庫中，同時向指揮中心傳遞數(shù)據(jù)。如果遇到網(wǎng)絡(luò)故障，則在網(wǎng)絡(luò)通訊恢復(fù)時自動將未傳遞的數(shù)據(jù)上傳到指揮中心。系統(tǒng)可根據(jù)實際情況采用有線/無線傳輸方式，自動將路段監(jiān)測所獲取的數(shù)據(jù)信息存儲并傳輸，管理中心自動讀取數(shù)據(jù)，無需人工插、拔硬盤，數(shù)據(jù)信息傳輸、接收完全實時、自動化；8.統(tǒng)計查詢功能：所有超速行駛的車輛，系統(tǒng)都

35、會在數(shù)據(jù)庫中記錄下通過時間、牌照號、車型、車類、車輛圖片等，用戶可通過輸入相關(guān)字段信息，查詢到相關(guān)車輛的記錄。9.多媒體自助查詢 駕駛員可以方便地在多媒體觸摸屏上進(jìn)行自助式車輛查詢10.設(shè)備監(jiān)控管理：用戶可通過監(jiān)控端對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行管理，對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，對數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽和查詢。同時，提供遠(yuǎn)程維護(hù)功能。在控制中心通過網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行管理，大大簡化了系統(tǒng)維護(hù)的復(fù)雜度、節(jié)約了系統(tǒng)維護(hù)的人力、物力。11.故障自動恢復(fù)：主機(jī)設(shè)備中設(shè)置有硬件看門狗，如果遇到系統(tǒng)因意外而死機(jī)的情況，則看門狗會發(fā)揮作用，自動重新引導(dǎo)系統(tǒng)，進(jìn)入工作狀態(tài)。系統(tǒng)斷電引起的意外死機(jī)，不會對操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響，系統(tǒng)重新開機(jī)后，仍能

36、正常工作。4.2系統(tǒng)特性1.系統(tǒng)成熟、穩(wěn)定、開放、實用基于技術(shù)路線選擇、通過三項核心指標(biāo)（識別速度、識別率、圖像壓縮管理）的支持，采用大型數(shù)據(jù)庫管理，整個系統(tǒng)完全勝任高標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行、圖像與數(shù)據(jù)結(jié)合、前端識別與后臺管理并重、分布式系統(tǒng)、大規(guī)模應(yīng)用的要求。所有軟件自設(shè)計開始就遵循嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，版本在提供給客戶之前都經(jīng)過嚴(yán)格測試，軟硬件體系已經(jīng)過長時間的實際運(yùn)行，成熟、穩(wěn)定、滿足實用要求。2. 全牌識別率高這一指標(biāo)是通過多次用戶組織、面向全國的技術(shù)比試中獲得驗證的實用指標(biāo)。識別率越高，管理越完善，對圖像信息的頻繁調(diào)用需求越小，主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫負(fù)荷越輕，系統(tǒng)擴(kuò)容能力也越強(qiáng)。3. 識別速度快15

37、0ms以內(nèi)的識別速度，是國內(nèi)外所有公布指標(biāo)中比較快的，可靠保障不停車、車隊識別的設(shè)計要求。4. 高效的壓縮技術(shù)高效的圖像壓縮技術(shù)，壓縮率可達(dá)30:1，解碼后圖像的峰值信噪比為3234dB，支持標(biāo)準(zhǔn)的jpeg圖像壓縮?？梢允?0G硬盤存儲60萬輛車的前部特征圖像、全景圖像及其車牌信息，這使得本系統(tǒng)在信息存儲查詢、后臺管理、數(shù)據(jù)圖像傳送比對、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理方面具有巨大的優(yōu)勢，也使得大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用切實可行。5. 靈活的使用方式和全面的通信接口車牌識別系統(tǒng)可以作為一個整體使用，也可以只使用前端甚至只是識別模塊。無論那種方式我們都提供開放標(biāo)準(zhǔn)的接口，比如RS232和使用TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信，也包括

38、動態(tài)庫和COM接口，可以把車輛識別結(jié)果傳送給別的系統(tǒng)或是應(yīng)用，方便用戶進(jìn)行二次開發(fā)，可以很好地和已有系統(tǒng)集成，最大限度地節(jié)約用戶投資。6. 系統(tǒng)功能全面，管理完善，可擴(kuò)展性強(qiáng)采用大型分布式數(shù)據(jù)庫，通過整體設(shè)計，在高識別率、高識別速度、圖像壓縮管理的支持之下，本系統(tǒng)功能全面，能夠有效地通過與其他技術(shù)手段和管理方式的配合，為用戶提供完善的管理手段，同時，系統(tǒng)功能和軟硬件的可擴(kuò)展性都很強(qiáng)。7. 權(quán)限管理和安全措施系統(tǒng)設(shè)置有多級別和權(quán)限管理功能，并設(shè)置相應(yīng)的密碼，只有相應(yīng)級別的管理員才能進(jìn)入系統(tǒng)。而普通操作人員只能對車輛信息進(jìn)行復(fù)核、校正、錄入等操作，不能刪除相關(guān)信息。所有的操作均會有詳細(xì)的日志記錄，

39、以防止值班人員的徇私舞弊行為。8. 系統(tǒng)自診斷功能完善具備視頻信號缺失報警、站點(diǎn)通訊中斷報警、看門狗功能、識別率低限報警等多項系統(tǒng)自診斷和維護(hù)管理功能。9. 車輛監(jiān)測與記錄全天候24小時監(jiān)視與檢測過往的每一輛機(jī)動車的車型、顏色、牌照；現(xiàn)場能直觀顯示，便于掌握過往車輛情況及運(yùn)行情況。10. 拍照清晰5-320公里小時車速情況下的清晰拍攝。11. 存儲管理能存儲60萬輛車以上的記錄圖片，存完自動覆蓋。12. 操作簡便系統(tǒng)可全自動操作，即使是毫無計算機(jī)經(jīng)驗人員，只需打開電源，即可實現(xiàn)無人值守，自動監(jiān)控。4.3系統(tǒng)性能指標(biāo)本超速系統(tǒng)的技術(shù)及性能指標(biāo)如下：Ø 雷達(dá)測速，視頻定位抓拍；Ø 可檢測車速為5320 km/h；Ø 系統(tǒng)識別率高達(dá)9099.9%；Ø 超高頻段34.7GHz(Ka-band)雷達(dá)測速儀，不僅精度高，測速范圍易于