浙江大华高清卡口200万技术方案

浙江大华高清卡口200万技术方案内容摘要：

报警和修复，真正减少了用户的维护工作量。 . 高牌照识别率 牌照识别的准确率很大程度上取决于所拍摄图片车牌的清晰度，大华百万象素摄像机及先进的神经网络识别算法很好的保证了车牌的识别率。 . 系统功能 （ 1） 车辆捕获 为保证较高的车辆捕获率，方案采用目前最可靠最有效的地感线圈检测车辆的方法来检测车辆，全天候车辆图像捕获率大于 99％。 另外，系统支持视频辅助车辆检测，当线圈出现问题时，系统可采用视频方式进行补充。 在汽车通过时，系统能对所有经过的车辆进行捕获并自动记录车辆图像信息，系统除了能够捕获在车道上正常行驶的车辆外，还具备捕获跨线行驶车辆的功能。 白天能清晰识别车 辆牌照及整个车身的特征情况，晚上能克服车辆迎头拍摄的前大灯眩光问题，夜间车辆牌照及整个车身特征同样清晰。 并在照片上叠加通行时间、车速、地点、方向、车型等信息。 实拍效果如下： 浙江大华技术股份有限公司 17 图 17 卡口监测系统现场实际抓拍白天效果图 图 18 卡口监测系统现场实际压线抓拍效果图 浙江大华技术股份有限公司 18 图 19 卡口监测系统现场实际抓拍夜间效果图 （ 2） 图像记录 本系统采用专门为卡口应用设计的高清晰工业摄像机，整个摄像系统是 嵌入式一体化抓拍主机、同步补光单元频闪闪光灯、车辆检测单元、网络传输单元、电源单元及全天候防护罩 等 组成的精密系统，它 们之间的精确配合使得白天和晚上抓拍的车辆图像清晰度都很高。 在环境照度比较低的情况下（例如夜晚），系统自动开启 闪光灯 发生进行补光，以增强图片亮度，保证图片足够清晰。 在强光照射下（例如晴天正午），系统会自动调整摄像机的成像模式，抑制强光影响，保证图片暴光正常，成像清晰。 在逆光情况下，系统也会自动调节拍摄主体的亮度，车牌依然很清晰。 这样，在各种环境和气候条件下，摄像机都可以拍摄到清晰的图片，非常有利于人工辨认和机器识别牌照信息。 图像分辨率不低于 1600*1200， 并将图像 以 JPEG 格式 存储 于前端设备 ，前端设备标 配 120G 大容量存储空间，可存储 100 万张照片记录，浙江大华技术股份有限公司 19 空间满后，自动循环覆盖 图像中标明车辆通行数据 ， 如时间、地点、车速、方向等 情况。 系统 自动删除号牌不完整的照片，保留有完整号牌的照片，实现无遗漏车辆检测。 图 110 卡口监测系统现场实际抓拍图像记录效果图 （ 3） 违法取证 系统支持点测速及区间测速，测速精度符合 GB212552020 机动车测速 标准。 点测速：通过检测车辆通过每一个卡点前后两线圈的时间差，计算车辆的实时速度，具体见前面整体系统工作原理部分； 区间测速：原理与点测速类似。 选取更长的测速区间，一般在 10~15 公里，测速区间选择要注意，中间不应有进出扎道。 车辆经过第一个断面时，车牌被抓拍，并自动识别，同时上传中心车牌号码，通过时间等信息；车辆经过第二个断面时，系统再次抓拍车牌，并进行识别。 通过车辆通过这两个断面的时间差，计算出车辆的平均速度。 区间测速能很好的防止驾车人躲避熟悉测速点的问题。 浙江大华技术股份有限公司 20 图 111 卡口监测系统区间测速示意图 逆行抓拍：统通过对车辆经过前后两线圈的时间先后，判断车辆是否是逆向行驶，若是逆向违章，启动摄像机对违章车辆进行抓拍，并上传中心。 图 112 卡口监测系统逆行抓拍示意图 系统可自动判断不同违法类型，根据要求的传输协议及格式传输到中心处罚平台。 可根据需要进行本地或中心报警。 （ 4） 车牌识别 系统采用国内领先的图像识别算法， 对 所有通过车辆自动进行 车辆号码 识别、号牌颜色识别及车型等自动 识别。 1)牌照自动识别 系统具备对民用、警用、军用、武警等汽车号牌计算机自动识别能力 ，白天车辆号牌识别率大于 97%，夜间车辆号牌识别率大于 90%。 浙江大华技术股份有限公司 21 在实时记录通行车辆图像的同时，还具备对民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌计算机自动识别能力，包括 2020 式号牌。 所能识别的字符包括 :  “ 0～ 9” 十个阿拉伯数字。  “ A～ Z”二十六个英文字母。  省市区汉字简称 (京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台 )。  2020 新军用车牌汉字 (军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成 )。  号牌分类用汉字 (警、学、领、试、农、挂、拖、境 )。  武警车牌字符； 2)车型和颜色识别 系统采用车牌颜色和视频检测技术结合的方法对车辆进行分型 ，能自动识别黑、蓝、黄、白四种车牌底色。 对于民用车来说，蓝颜色车牌表示的是小型车辆，而黄颜色车牌 表示的是大型车辆。 因此，我们首先利用车牌颜色判断车辆类型，对于无法根据车牌颜色判别车型或者无法判断车牌颜色的情况，就利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型。 3)系统识别的车牌类型部分示例： （ 5） 布控报警 针对超速及被盗抢车辆和交通肇事逃逸车辆能实时布控报警。 对于预交费车浙江大华技术股份有限公司 22 辆，可实时进行查询确认。 当通过车辆与用户事先输入的被盗抢车辆或交通肇事逃逸等车辆的牌照号码及车型等信息特征相符合时，系统在现场可以立即以声光进行报警，提醒值班人员有可疑车辆通 过；同时系统将报警信息传输到监控中心，与 110 或 122 系统结合进行抓逃。 报警信息中包括车牌号码、车速、车型、车辆通过时间、车辆图片等。 具备与交警或公安数据中心进行数据交换功能，并可实时将报警车辆的有关信息上传。 （ 6） 流量统计 系统可根据需要，按时段、车型、车道、方向进行查询，并进行流量统计（包括流量图、流量表、流量曲线图），具备出具日报表、周报表、月报表、年报表等功能。 （ 7） 数据传输 系统支持多种方式的数据传输。 可通过 FTP 方式自动上传违法数据、车辆通过信息（时间、地点、车牌号码等）、设备监测数据、流量统计数据等上 传到中心管理系统；也可在中心通过 TCP/IP 网络下载操控前端设备。 如因网络中断或其它故障，信息备份存储于前端设备中，待故障恢复后自动上传。 也可通过USB 存储设备直接下载前端设备中的数据。 （ 8） 设备 管理 系统提供设备编号、设备时钟、设备运行状态监测设置等设备参数配置，可通过前端人机交互界面进行现场配置，也可以在中央远程配置及获取校验，以及实现远程的重启、复位等远程维护，同时提供设备故障报警、设备运行状态监控、系统现场登录等信息的日志管理。 . 技术要点 . 清晰拍摄高速行驶车辆的分析 我公司产品设计中，可以清晰拍摄最高时速为 180 公里 /小时的违章车辆图浙江大华技术股份有限公司 23 片。 要想拍摄到清晰的车辆的图像，必须做到：一、镜头对焦准确；二、用高速摄像技术消除拖尾现象；三、合理适当的补光；四、准确的车辆定位；五、高速触发拍摄；六、高清晰的摄像机；七、准确的曝光控制。 . 拖尾现象产生的原因及解决方案 1） 摄像机快门设置不合理导致，摄像机的快门速度最慢是 1/50 秒，最快是 1/100000 秒，如果快门速度较慢（小于 1/500 秒）时，运动物体在像机快门动作（曝光）时的位移量会被记录下来，造成运动物体发生径向模糊的现象，即拖 尾现象。 一般解决方法是将快门速度提高至 1/500 秒以上，但同样的快门白天拍好了，晚上往往不能兼顾。 我们采用了获国家发明专利的高速摄像技术保证在车辆高速运行的状态下不管白天晚上均能抓拍到清晰的图像。 2） 图像采集的采集方式不合理导致。 普通 PAL 制式的摄像机扫描系统是采用隔行扫描方式，每秒钟快门打开 50 次，产生 25 帧图像，而每帧图像由奇数场和偶数场构成的。 组成一帧图像的相邻两场图像的时间差约为 20ms,以车速180 公里 /小时来计算，两场图像中的车辆会有 1 米的位移。 在观看动态图像时，由于人视觉暂留现象 ，图像会很流畅。 但如果以帧采集的方式获取图片，则会得到一幅由两场组合的图像，画面中的车辆会出现重影 即“拖尾”现象，显然是不可能清楚的。 如果车辆在画面中横向移动，这个现象更加明显。 解决方案是每次采集只能采集一场的图像，这就使得采集下来图像的真实分辨率最大是768*288 像素。 由于我们采用的 嵌入式一体化抓拍主机 的扫描系统是采用逐行扫描方式扫描，其采集下来的图像真实分辨率最大是 1600*1200 像素，远远大于普通监控摄像机，使得车辆的细节更清晰，这是一般监控摄像机不能达到的物理清晰度。 . 摄像机没有拍到车牌 的原因分析和解决方案 1） 车辆检测器响应速度慢，图像采集卡同步速度慢，导致系统采集图片时，车牌部分已经离开摄像机拍照区域，发生空拍，有时候发生的全景中的车辆和特写摄像机所拍车辆不一致也是这种情况导致的。 因此我们选用的车辆检测器响应速度小于 5MS，完全满足拍摄的需要，即使是时速 180 公里的车辆经过，检测器浙江大华技术股份有限公司 24 的响应速度也不会使车辆延后 250 毫米以上摄拍。 2） 普通摄像机是场同步时序为 20MS，即使是采用响应速度为 5MS 的检测器，计算机采集图像时也会有可能延时 25MS，这时，时速 180 公里的车辆也会行进了 1250MM，极有可能使车牌离开像机的取景范围；如果采用响应时间超过20MS 的检测器，系统拍摄图像时车辆的位移会超过 2020MM。 而我们采用的高速高清摄像机是采用异步触发方式采集图像，即当一有检测器的触发信号，像机立即进行异步采集，几乎没有任何同步延时时间，使得车辆的定位异常准确，在不考虑 车辆检测器发生误检 的情况下，任何速度的车辆经过，拍摄下来的车辆图像无任何不良的位移。 定位准确，车牌大小就不会产生误并，同时车牌也不会位移到图像画面之外。 . 夜间补光设备选型的技术分析和依据 一般卡口的安装地点均为无任何路灯的场合 ，即使选用超低照度的摄像机，也不能完全看清车辆和车牌，加上卡口系统拍摄的都是车头部分的图像，车辆的大灯对图像的有效性产生直接的影响，因此，有效的补光是解决夜间成像质量的关键。 传统的补光方式是采用色温较高的金属卤化物灯，由于拍摄高速运行车辆和抑制车头大灯对图像的影响，一般会采用高速快门的方式，这样就需要功率较高的金卤灯也对现场照明，即不经济也影响驾驶员的视线。 我们的方案设计卡口现场采用功率较小长明灯作为辅助，用窄脉冲发生器进行补光。 能发出光强和间隔时间可自动控制的脉冲光，清晰获得车牌、车型、颜色和司乘人员 容貌。 . 白天逆光和强光的解决技术方案和依据 一般卡口均采用逆光补偿和强光抑制功能的摄像机也解决逆光和强光问题。 而摄像机的逆光补偿和强光抑制功能的起做用需要较长的时间才行，卡口拍摄中由于车速较快，在摄像机还没来得及调整时车辆已经开过去了，这时拍摄的图像不是太黑就是太亮，根本不能很好的进行车牌识别。 浙江大华技术股份有限公司 25 因此，我们采用可远程控制曝光的摄像机，每次拍摄一张图片时，软件会自动分析图像的亮度和车牌的亮度，当光亮度不合适时，主控机会自动调节摄像机的曝光量，使图像的亮度和对比度达到最佳，进而提高了全天候的车牌识别率。 . 技术参 数 序号 指标 参数 1 检测方式 线圈检测 /视频检测 /雷达检测可选 2 平均无故障连续工作时间 3,0000 小时以上 (MTBF) 3 工作温度 30℃ ~+70℃ 4 工作相对湿度 20%~ 100%（非凝结） 5 工作电源 220VAC177。 35%， 50Hz177。 10% 6 抗电 1500VDC,1 分钟 7 绝缘 10MΩ (常温下 ) 8 捕捉图像大小 1600*1200， JPEG 9 可检测最高车速 180km/h 10 捕获率 ≥ 99% 11 超速违法捕获准确率 ≥ 98% 12 号 牌识别率 白天≥ 99%夜间≥ 95% 13 测速精度 符合 GB212552020 机动车测速仪 标准 14 抓拍方式 12 张 /车 15 记录内容 车型、车身颜色、车牌号码、地点、车道、时间、 行驶方向、速度 浙江大华技术股份有限公司 26 16 摄像机 CCD, 解析度 1600*1200 17 工作方式 24 小时全天候工作，防雨、。