1、高清智能卡口系統(tǒng)設計方案V1.002009年22009杭州?？低曄到y(tǒng)技術有限公司2009年9月2009年22009目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc241822243 第一章 概述 PAGEREF _Toc241822243 h 3 HYPERLINK l _Toc241822244 第二章 系統(tǒng)功能及性能指標 PAGEREF _Toc241822244 h 4 HYPERLINK l _Toc241822247 2.1.系統(tǒng)功能 PAGEREF _Toc241822247 h 4 HYPERLINK l _Toc241822248 2.1.1.車輛捕獲功

2、能 PAGEREF _Toc241822248 h 4 HYPERLINK l _Toc241822249 2.1.2.車輛測速功能 PAGEREF _Toc241822249 h 4 HYPERLINK l _Toc241822250 2.1.3.車輛特征和車輛駕駛?cè)嗣娌刻卣鞲咔逦恼展δ?PAGEREF _Toc241822250 h 4 HYPERLINK l _Toc241822251 2.1.4.車輛牌照自動識別功能 PAGEREF _Toc241822251 h 5 HYPERLINK l _Toc241822252 2.1.5.車身顏色自動識別功能 PAGEREF _Toc241

3、822252 h 6 HYPERLINK l _Toc241822253 2.1.6.車輛型號判別功能 PAGEREF _Toc241822253 h 6 HYPERLINK l _Toc241822254 2.1.7.全景數(shù)字錄像功能 PAGEREF _Toc241822254 h 6 HYPERLINK l _Toc241822255 2.1.8.記錄及圖像存儲功能 PAGEREF _Toc241822255 h 6 HYPERLINK l _Toc241822256 2.1.9.數(shù)據(jù)自動上傳和歷史數(shù)據(jù)下載功能 PAGEREF _Toc241822256 h 7 HYPERLINK l _

4、Toc241822257 2.1.10.Web方式數(shù)據(jù)查詢?yōu)g覽功能 PAGEREF _Toc241822257 h 7 HYPERLINK l _Toc241822258 2.1.11.前端設備管理維護功能 PAGEREF _Toc241822258 h 7 HYPERLINK l _Toc241822259 2.1.12.遠程自動更新功能 PAGEREF _Toc241822259 h 7 HYPERLINK l _Toc241822260 2.2.性能指標 PAGEREF _Toc241822260 h 8 HYPERLINK l _Toc241822261 第三章 系統(tǒng)特點 PAGERE

5、F _Toc241822261 h 10 HYPERLINK l _Toc241822263 3.1.完全嵌入式處理系統(tǒng) PAGEREF _Toc241822263 h 10 HYPERLINK l _Toc241822264 3.2.車輛數(shù)據(jù)全天候存儲 PAGEREF _Toc241822264 h 10 HYPERLINK l _Toc241822265 3.3.基于TCP/IP的前后端獨立網(wǎng)絡架構 PAGEREF _Toc241822265 h 11 HYPERLINK l _Toc241822266 3.4.智能工業(yè)相機實現(xiàn)高捕獲率 PAGEREF _Toc241822266 h 11

6、 HYPERLINK l _Toc241822267 3.5.全天候高清成像， PAGEREF _Toc241822267 h 14 HYPERLINK l _Toc241822268 3.5.1.反饋控制的全天候高清晰成像 PAGEREF _Toc241822268 h 14 HYPERLINK l _Toc241822269 3.5.2.綜合技術應用 PAGEREF _Toc241822269 h 15 HYPERLINK l _Toc241822270 3.6.獨特的車身顏色識別 PAGEREF _Toc241822270 h 18 HYPERLINK l _Toc241822271 3

7、.7.高牌照識別率 PAGEREF _Toc241822271 h 19 HYPERLINK l _Toc241822272 第四章 系統(tǒng)設計方案 PAGEREF _Toc241822272 h 20 HYPERLINK l _Toc241822274 4.1.系統(tǒng)結(jié)構 PAGEREF _Toc241822274 h 20 HYPERLINK l _Toc241822275 4.1.1.系統(tǒng)拓撲圖 PAGEREF _Toc241822275 h 20 HYPERLINK l _Toc241822276 4.1.2.系統(tǒng)設備布局示意圖 PAGEREF _Toc241822276 h 20 HYP

8、ERLINK l _Toc241822277 4.1.3.現(xiàn)場布局側(cè)視圖 PAGEREF _Toc241822277 h 22 HYPERLINK l _Toc241822278 4.2.工作原理 PAGEREF _Toc241822278 h 22 HYPERLINK l _Toc241822279 4.3.各子系統(tǒng)構造 PAGEREF _Toc241822279 h 23 HYPERLINK l _Toc241822280 4.3.1.車輛檢測子系統(tǒng) PAGEREF _Toc241822280 h 23 HYPERLINK l _Toc241822281 4.3.2.車速測量子系統(tǒng) PAG

9、EREF _Toc241822281 h 23 HYPERLINK l _Toc241822282 4.3.3.成像與控制子系統(tǒng) PAGEREF _Toc241822282 h 24 HYPERLINK l _Toc241822283 4.3.4.圖像采集與識別處理子系統(tǒng) PAGEREF _Toc241822283 h 24 HYPERLINK l _Toc241822284 4.3.5.車輛信息存儲管理子系統(tǒng) PAGEREF _Toc241822284 h 24 HYPERLINK l _Toc241822285 4.3.6.配電及安全系統(tǒng) PAGEREF _Toc241822285 h 2

10、4 HYPERLINK l _Toc241822286 4.4.系統(tǒng)主要設備性能規(guī)格 PAGEREF _Toc241822286 h 26 HYPERLINK l _Toc241822287 4.4.1.智能工業(yè)相機 PAGEREF _Toc241822287 h 26 HYPERLINK l _Toc241822288 4.4.2.智能閃光燈 PAGEREF _Toc241822288 h 27 HYPERLINK l _Toc241822289 4.4.3.智能工業(yè)相機終端服務器 PAGEREF _Toc241822289 h 27 HYPERLINK l _Toc241822290 4.

11、5.智能工業(yè)相機終端服務器軟件主要功能 PAGEREF _Toc241822290 h 28 HYPERLINK l _Toc241822291 4.5.1.車輛通行數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc241822291 h 28 HYPERLINK l _Toc241822292 4.5.2.日志數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc241822292 h 28 HYPERLINK l _Toc241822293 4.5.3.請求數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc241822293 h 28 HYPERLINK l _Toc241822294 4.5.4.設備狀態(tài) PAGEREF _Toc241822294

12、h 28 HYPERLINK l _Toc241822295 4.5.5.控制命令 PAGEREF _Toc241822295 h 28 HYPERLINK l _Toc241822296 4.5.6.參數(shù)配置 PAGEREF _Toc241822296 h 29 HYPERLINK l _Toc241822297 4.5.7.自動更新 PAGEREF _Toc241822297 h 29 HYPERLINK l _Toc241822298 4.5.8.權限設置 PAGEREF _Toc241822298 h 29 HYPERLINK l _Toc241822299 4.5.9.自動恢復 PA

13、GEREF _Toc241822299 h 29 HYPERLINK l _Toc241822300 4.6.軟件Web界面 PAGEREF _Toc241822300 h 30 HYPERLINK l _Toc241822301 4.7.系統(tǒng)用戶接口 PAGEREF _Toc241822301 h 32 HYPERLINK l _Toc241822302 4.7.1.硬件用戶接口 PAGEREF _Toc241822302 h 32 HYPERLINK l _Toc241822303 4.7.2.軟件用戶接口 PAGEREF _Toc241822303 h 32 HYPERLINK l _T

14、oc241822304 第五章 系統(tǒng)設備清單 PAGEREF _Toc241822304 h 33第一章 概述近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，機動車數(shù)量的迅速增長，公路運輸變得越來越繁忙。交通管理現(xiàn)狀和需求的矛盾進一步加劇，與交通相關的刑事和治安案件也逐年上升。在此情況下，如何利用先進的科技手段，增強公安管理部門對進入道口的機動車和駕駛?cè)说牟榭亓Χ?，為打擊各類違法犯罪行為提供科技手段，是公安交通管理部門亟待解決的問題。為有效遏制車輛超速違章行為，控制、減少道路交通事故，應用道路監(jiān)控設備結(jié)合現(xiàn)代信息網(wǎng)絡技術，形成道路監(jiān)控智能化網(wǎng)絡系統(tǒng)，更好地提升道路動態(tài)管控和滿足治安、刑偵、交通管理新形勢的業(yè)務

15、需求。杭州?？低暰o密結(jié)合公安業(yè)務需求，專門開發(fā)了科學、高性能的智能數(shù)字高清卡口系統(tǒng)。該系統(tǒng)（指前端部分）采用了數(shù)字高清晰的（200萬像素以上）智能工業(yè)相機，突破了傳統(tǒng)模擬攝像機在清晰度和覆蓋視場范圍等方面的不足，同時成像部件和高性能處理部件集成在相機內(nèi)，使得圖像采集、識別處理等工作全部在相機內(nèi)部進行，克服了采用將大量的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖酥鳈C進行識別處理的應用方案中后端主機的性能不足。該系統(tǒng)（指前端部分）采用的高分辨率智能工業(yè)相機，記錄經(jīng)過監(jiān)測點的車輛牌照號、車身顏色、車輛駕駛室內(nèi)司乘人員面部特征等更多的信息，為車輛超速處罰、車輛布控、車輛及駕駛?cè)岁P聯(lián)排查等公安業(yè)務提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)源。第二章

16、系統(tǒng)功能及性能指標系統(tǒng)功能車輛捕獲功能系統(tǒng)能對所有經(jīng)過車輛進行捕獲，除了能夠捕獲在車道上正常行駛的車輛外，還具備捕獲跨線行駛車輛的功能，并且具有自動選擇有效圖片（有汽車牌照）、刪除垃圾圖片的功能。在正常車速(10km/h180km/h)范圍內(nèi)的監(jiān)控區(qū)域內(nèi)規(guī)范行駛的車輛圖像捕獲準確率達99%以上。系統(tǒng)采用地感線圈檢測車輛和測速。車輛測速功能系統(tǒng)在進行抓拍的同時測定車輛的行駛速度。當機動車速度小于100km/h時，道路實測誤差應不超過-6km/h-0km/h；當機動車速度大于或等于100km/h時，道路實測誤差應不超過-6%-0%。系統(tǒng)具備分車型分別設置標志限速和執(zhí)法限速值的功能。系統(tǒng)在采用地感線

17、圈作為檢測車輛的方式時，一個車道上安裝有前后兩個地感線圈檢測車輛，使用?？低暪咀灾鏖_發(fā)的獨立硬件車輛檢測處理器測量通過車輛的行駛速度。該硬件主要由車檢器卡、測速卡等組成，專門用于測量車輛的速度，測速結(jié)果送給智能工業(yè)相機處理。車輛特征和車輛駕駛?cè)嗣娌刻卣鞲咔逦恼展δ茉谲囕v通過時，智能工業(yè)相機能準確拍攝包含車輛全貌、駕駛室內(nèi)司乘人員面部特征的圖像，并將圖像和車輛通行信息傳輸給智能工業(yè)相機終端服務器，并可選擇在圖像中疊加車輛通行信息（如時間、地點、車速、方向等）。在環(huán)境無霧包括雨雪天情況下，對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的規(guī)范行駛的車輛圖像包含車輛牌照等特征，能夠看清楚車輛牌照和車輛全貌，圖像能分辨車輛類型、車

18、身顏色和所載貨物。系統(tǒng)拍攝的圖像可全天候清晰辨別駕駛室內(nèi)司乘人員面部特征。每輛車生成一張圖片，系統(tǒng)可實時將數(shù)據(jù)上傳至用戶應用服務器，按每部車輛至少存貯特征圖像和全景圖像各一張計算，其磁盤應具備不少于120萬輛車的圖像存貯能力。當超出該車輛數(shù)時，自動對最前面的數(shù)據(jù)依次進行循環(huán)覆蓋，圖像格式為16001200像素的JPEG/24bit格式。系統(tǒng)采用海康威視專用的智能工業(yè)相機，分辨率高達200萬像素，同時具備智能成像和控制補光功能，能夠在各種復雜環(huán)境（如雨霧、強逆光、弱光照、強光照等）下和夜間拍攝出清晰的圖片。車輛牌照自動識別功能系統(tǒng)可自動對車輛牌照進行識別，包括車牌號碼、車牌顏色的識別。車牌號碼自

19、動識別在實時記錄通行車輛圖像的同時，還具備對民用車牌、警用車牌、軍用車牌、武警車牌的車牌計算機自動識別能力，包括2002式號牌。所能識別的字符包括:阿拉伯數(shù)字“09”十個英文字母“AZ”二十六個省市區(qū)漢字簡稱京、津、晉、冀、蒙、遼、吉、黑、滬、蘇、浙、皖、閩、贛、魯、豫、鄂、湘、粵、桂、瓊、川、貴、云、藏、陜、甘、青、寧、新、渝、港、澳、臺；04式軍用車牌漢字軍、空、海、北、沈、蘭、濟、南、廣、成號牌分類用漢字警、學、使、領、試、境07式武警車牌字符WJ樣式的字母數(shù)字在環(huán)境無霧、車牌掛放規(guī)范、無污損且不含五小車輛情況下，系統(tǒng)白天車牌識別率應不小于98%，號牌識別準確率不小于95%；晚上車牌識別

20、率不小于97%，號牌識別準確率不小于95%。車牌顏色自動識別系統(tǒng)能識別黑、白、藍、黃四種車牌顏色。系統(tǒng)識別的車牌類型部分示例：車身顏色自動識別功能系統(tǒng)可自動對車身深淺和顏色進行識別，可供用戶根據(jù)車身顏色來查詢通行車輛,為公安稽查和刑偵案件偵破提供了科技新手段。系統(tǒng)可自動區(qū)分出車輛為深色車輛還是淺色車輛；并識別出9種常見車身顏色，9種顏色包括：白，灰(銀)，黃、粉、紅、綠、藍、棕、黑。深淺分類準確率不小于80；9種常見車身顏色識別準確率不小于70。車輛型號判別功能系統(tǒng)采用車牌顏色和視頻檢測技術結(jié)合的方法對車輛進行分型。對于民用車來說，藍顏色車牌表示的是小型車輛，而黃顏色車牌表示的是大型車輛。因此

21、，我們首先利用車牌顏色判斷車輛類型，對于無法根據(jù)車牌顏色判別車型或者無法判斷車牌顏色的情況，我們就利用圖像分析技術來輔助區(qū)分車輛的類型。全景數(shù)字錄像功能系統(tǒng)可采用高分辨率網(wǎng)絡數(shù)字攝像機提供不低于76857630fps的高清晰全景錄像，用于監(jiān)控全方向車輛狀況。系統(tǒng)也可根據(jù)用戶需要提供針對模擬攝像機（如高速球機）的監(jiān)控視頻數(shù)字硬盤錄像，可以方便用戶全方位根據(jù)需要查看該監(jiān)控點附件的情況。記錄及圖像存儲功能系統(tǒng)自動抓拍車輛圖像，并記錄車輛通過的信息，包括時間、地點、號牌、車型、前排司乘人員面部特征等，圖像以JPEG格式實時存儲在智能工業(yè)相機終端服務器中。系統(tǒng)可存儲不小于120萬輛車的記錄及圖像信息。數(shù)

22、據(jù)自動上傳和歷史數(shù)據(jù)下載功能智能工業(yè)相機終端服務器除自動實時存儲車輛通行記錄和圖像外，同時可根據(jù)用戶對數(shù)據(jù)上傳的設置將用戶需要的車輛通行數(shù)據(jù)（包括記錄和圖像）通過TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議自動上傳至用戶應用服務器。智能工業(yè)相機終端服務器能提供可根據(jù)用戶設置將車輛通行信息自動上傳，例如可上傳違章超速車輛的信息和圖片，而非違章車輛僅上傳基本信息，非違章車輛的圖片保存于智能工業(yè)相機終端服務器中。智能工業(yè)相機終端服務器提供對歷史車輛通行數(shù)據(jù)進行下載的接口，用戶應用服務器可以通過該接口實現(xiàn)對智能工業(yè)相機終端服務器中數(shù)據(jù)的下載。Web方式數(shù)據(jù)查詢?yōu)g覽功能智能工業(yè)相機終端服務器具有通過Web方式對存儲的歷史數(shù)據(jù)進

23、行查詢?yōu)g覽的功能，用戶可通過Web方式查詢?yōu)g覽車輛歷史數(shù)據(jù)，同時可查詢每個車道的車流量情況。前端設備管理維護功能智能工業(yè)相機終端服務器預留時間校正接口、參數(shù)的設置接口和運行情況的診斷和檢測、恢復接口，同時負責管理所有與之聯(lián)系的智能工業(yè)相機。所有設置均可通過Web方式進行，也可通過后端用戶應用服務器上安裝的專用工具軟件進行。用戶應用服務器可通過智能工業(yè)相機終端服務器實時查看前端設備的運行狀態(tài)。前端設備在檢測到系統(tǒng)故障時，進行自動恢復，同時實時報告給用戶應用服務器，便于快速恢復。遠程自動更新功能系統(tǒng)可通過智能工業(yè)相機終端服務器對所有與之聯(lián)系的智能工業(yè)相機的軟件進行遠程自動更新；系統(tǒng)也可對智能工業(yè)相

24、機終端服務器自身的軟件進行遠程更新，便于系統(tǒng)軟件的升級和維護。性能指標項目指標車輛捕獲率（10km/h180km/h）99，能準確捕獲中線行駛車輛。牌照識別率白天車輛號牌識別率98%，號牌識別準確率95%；夜間車輛號牌識別率97%，號牌識別準確率95%；車牌顏色：黑、白、藍、黃、綠。識別牌照種類民用車牌（除5小車輛），警用車牌，04式新軍用車牌，07式武警車牌及2002式新車牌。車身顏色識別準確率深淺分類準確率80%；9種常見顏色車輛的識別率70%。可識別的車身顏色類別深色、淺色區(qū)分；識別9種常見車身顏色。系統(tǒng)單次處理時間800ms。測速誤差車速在0km/h100km/h時，誤差不超過-6km

25、/h0km/h；車速在100km/h以上時，誤差不超過-6%0%。車型判別2種(大、小型)。圖像分辨率16001200pixel。圖片格式及占用空間JPEG2000，24bit 彩色，每張約200KB。智能工業(yè)相機終端服務器車輛信息存儲容量大于120萬輛車信息。系統(tǒng)接口RJ45，100MB以太網(wǎng)。供電電壓AC 154V264V，48Hz52Hz。系統(tǒng)總功耗（雙向四車道、雷達測速）400W環(huán)境溫度-10+60環(huán)境濕度在+40時，95，無凝結(jié)平均無故障連續(xù)運行時間MTBF10000h智能工業(yè)相機傳感器：1/2英寸彩色逐行掃描CCD（像素數(shù)1600（H）1200（V）；200萬像素；全分辨率時不小于

26、12幀/s，高幀率時不小于31幀/s。曝光時間：1微秒至3秒（可通過軟件接口發(fā)送命令任意設置）鏡頭接口：C接口，可配合該類型接口的FA鏡頭IO接口：2個TTL輸入，4個TTL輸出通訊接口：1個RJ45 100Mbps以太網(wǎng)口端口（配備IEEE唯一MAC地址）、1個可以設置為RS232/485的標準串口處理器：主頻600MHz，峰值運算能力4800MIPS存儲器：64MB SDRAM，8MB FLASH；可緩存5輛車的信息實時時鐘：具有RTC實時時鐘，可以讀取和設置相機時間狀態(tài)指示：可讀取相機工作溫度，相機具有電源和工作狀態(tài)指示燈供電電源：12VDC功耗：5W智能工業(yè)相機終端服務器CPU：LV

27、Intel Pentium M 1.4GHz內(nèi)存：512MB存儲設備：2.5”HDD & I/II型工業(yè)級CF卡接口：4個10/100Mbps網(wǎng)口、1個RS232、1個RS485、1個USB2.0操作系統(tǒng)：嵌入式linux功耗：50W/臺輸入電壓：12VDC24VDC溫度：-20+70；濕度：95，無凝結(jié)系統(tǒng)車輛信息存儲容量30萬輛單臺智能工業(yè)相機終端服務器可連接的智能工業(yè)相機最大數(shù)量10臺單臺智能工業(yè)相機終端服務器可同時上傳數(shù)據(jù)的用戶應用服務器數(shù)量2臺智能閃光燈峰值放電時間：0.1ms閃光恢復時間：400ms閃光色溫：5600K工作壽命：500萬次單次閃光放電能量：60焦耳平均功耗：60W/

28、盞（1閃/s）電壓：AC 154V264V；頻率：48Hz52Hz溫度：-30+70；濕度：95，無凝結(jié)防護等級：IP66第三章 系統(tǒng)特點完全嵌入式處理系統(tǒng)傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)中，工控機和圖像采集卡方式由于受系統(tǒng)底板的帶寬，處理器性能，內(nèi)存容量等種種硬件方面的限制，最多只能實時處理4路視頻信號。傳統(tǒng)的高清系統(tǒng)，采用的是數(shù)字相機的方式，即系統(tǒng)在車輛經(jīng)過時將相機拍的圖片發(fā)送給工控機等處理系統(tǒng)進行識別處理和存儲等操作，這樣在車道數(shù)多于1個車道時，對傳輸和處理系統(tǒng)的要求非常高，以至于很難達到系統(tǒng)的設計處理能力要求。本系統(tǒng)使用了?？低曌钚卵邪l(fā)的完全嵌入式處理系統(tǒng)，包括智能工業(yè)相機和智能工業(yè)相機終端服務器。每

29、個車道配置一臺200萬像素智能工業(yè)相機，負責車輛圖片捕獲、牌照和車身顏色的自動識別等工作，并將處理結(jié)果通過以太網(wǎng)發(fā)送給智能工業(yè)相機終端服務器。智能工業(yè)相機終端服務器采用嵌入式linux專用系統(tǒng)，負責車輛通行信息的接收存儲和上傳，同時用戶可通過智能工業(yè)相機終端服務器查看管理所有前端設備，每臺智能工業(yè)相機終端服務器可以同時連接多達10臺智能工業(yè)相機，極大的提高了系統(tǒng)處理性能。同時，完全嵌入式系統(tǒng)設計的使用也使得系統(tǒng)的結(jié)構大大簡化。車輛數(shù)據(jù)全天候存儲本系統(tǒng)采用一臺智能工業(yè)相機終端服務器連接多臺智能工業(yè)相機的配置方案，終端服務器可對智能工業(yè)相機的數(shù)據(jù)進行接收存儲和上傳，同時可對所有前端設備進行管理維護

30、。終端服務器可以放置在室外抱桿機柜內(nèi)，也可放置在室內(nèi)。因此，與其他高清系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)有多種優(yōu)勢：系統(tǒng)在與用戶應用服務器網(wǎng)絡聯(lián)接不暢的情況下，智能工業(yè)相機終端服務器可以暫存車輛通行數(shù)據(jù)，這樣保證了所有車輛通行信息不會因為網(wǎng)絡狀況不好而丟失。系統(tǒng)采用4個獨立網(wǎng)口的終端服務器，前端設備和后端設備可以分別處于不同的網(wǎng)絡中，提高了系統(tǒng)可用的網(wǎng)絡帶寬，增強了數(shù)據(jù)的安全可靠性。本系統(tǒng)設計方案使得采用集中封閉管理和配置成為可能，使前端設備的數(shù)量和復雜性大大降低，易于安裝，結(jié)構簡潔，減少了用戶的施工和維護成本?；赥CP/IP的前后端獨立網(wǎng)絡架構本系統(tǒng)終端服務器與智能工業(yè)相機之間、終端服務器與用戶應用服務器之

31、間的數(shù)據(jù)通訊均采用TCP/IP協(xié)議，且采用兩個獨立的網(wǎng)絡結(jié)構，即終端服務器與智能工業(yè)相機之間的網(wǎng)絡和終端服務器與用戶應用服務器之間的網(wǎng)絡相互獨立。系統(tǒng)的通訊數(shù)據(jù)在發(fā)送前進行了數(shù)據(jù)的加密打包，這樣系統(tǒng)在保證易于擴展性的同時，也確保了數(shù)據(jù)的安全性。智能工業(yè)相機實現(xiàn)高捕獲率采用模擬攝像機的系統(tǒng)攝像機視場布置方式通常，公路每個方向兩個車道，由于車道過寬和車輛不按道行駛，每個車道安裝一臺牌照特寫攝像機的做法造成車輛漏檢或者識別率不高的情況比較嚴重。為了在保證牌照識別率的情況下同時解決車輛漏拍問題，需要在每一個車道加裝一臺特寫攝像機，我們叫做輔助攝像機。這樣，一個車道需要兩臺攝像機用于牌照識別，兩臺相鄰攝

32、像機的視場范圍相互有些重疊，重疊的寬度大于一個牌照的寬度。這樣的布置雖然從理論上解決了車輛漏拍的問題，但造成系統(tǒng)的攝像機數(shù)量成倍增加，系統(tǒng)結(jié)構復雜。圖3.1 采用模擬攝像機的系統(tǒng)視場范圍示意圖采用高清智能工業(yè)相機的系統(tǒng)相機視場布置方式 在本系統(tǒng)中每個車道只需要采用1臺200萬像素的高清智能工業(yè)相機即可覆蓋整個車道，保證視場范圍的全覆蓋。圖3.2 采用高清智能工業(yè)相機的系統(tǒng)視場范圍示意圖全天候高清成像，反饋控制的全天候高清晰成像整個成像系統(tǒng)是一個由智能工業(yè)相機、智能閃光燈和成像控制軟件組成的精密系統(tǒng)，它們之間的有序配合和反饋控制使得白天和晚上抓拍的車輛圖像清晰度高，確保車身、車牌和車輛前排司乘人

33、員面部特征都清晰可辨。圖3.3 普通模擬攝像機拍攝的圖像效果（無法看到車身和前排司乘人員面部特征） 圖3.4 智能工業(yè)相機拍攝的圖像效果（車身、車牌和前排司乘人員面部特征清晰可辨）綜合技術應用系統(tǒng)綜合了車輛前擋風玻璃對光線的反射特性、貼膜情況、環(huán)境光線照射情況，采用了特殊的鏡頭、專門的成像控制策略和補光方式，同時安排了合理的設備布設方式，使得系統(tǒng)全天候?qū)Ω黝愜囆投寄苡行Ы鉀Q前擋風玻璃反光和強光直射等問題，確保車身、車牌和車輛前排司乘人員面部特征都清晰可辨。圖3.5 智能工業(yè)相機拍攝的圖像效果一圖3.6 智能工業(yè)相機拍攝的圖像效果二獨特的車身顏色識別本系統(tǒng)可自動對車身顏色的深淺和10種常見車身顏

34、色進行識別，為公安稽查和刑偵案件偵破提供了科技新手段。圖3.7 顏色識別樹狀結(jié)構圖3.8 顏色歸類直方圖示例 圖3.9 紅色車身顏色識別 圖3.10 藍色車身顏色識別高牌照識別率系統(tǒng)采用的牌照識別技術在大量的實際工程應用中識別率一直處于國內(nèi)領先水平，系統(tǒng)保證了全天候成像清晰度，為車輛牌照的高識別率提供了前提條件。系統(tǒng)采用的牌照識別技術廣泛應用于治安卡口、高速公路收費站、海關卡口、智能停車場出入口等領域，具有大量的工程實踐經(jīng)驗，牌照識別可靠性、穩(wěn)定性和一致性高，為系統(tǒng)的自動稽查布控提供了強有力的保障。系統(tǒng)采用的牌照識別技術具有完全自主知識產(chǎn)權，同時采用模塊化開發(fā)技術，可以針對用戶需求快速進行針對

35、不同牌照類型的識別軟件定制開發(fā)。第四章 系統(tǒng)設計方案系統(tǒng)結(jié)構系統(tǒng)拓撲圖圖4.1 系統(tǒng)拓撲圖系統(tǒng)設備布局示意圖主要設備配置原則一個車道配置1臺高清采集處理單元、1臺智能閃光燈、2個地感線圈；一個監(jiān)測點配置1臺智能工業(yè)相機終端服務器、1臺車輛檢測器；一個方向配置1臺全景監(jiān)控攝像機?，F(xiàn)場布局俯視圖以雙向4車道現(xiàn)場布局為例。圖4.2 現(xiàn)場布局俯視圖現(xiàn)場布局側(cè)視圖圖4.3 現(xiàn)場布局側(cè)視圖工作原理圖4.4智能數(shù)字高清卡口系統(tǒng)（龍門架方式）數(shù)據(jù)流向示意圖整個系統(tǒng)分為10個模塊，上圖描繪了這10個模塊及數(shù)據(jù)在這10個模塊之間的流向。系統(tǒng)的工作流程如下：車輛檢測模塊檢測到車輛通過時，輸出觸發(fā)信號給抓拍與識別模塊

36、；車速測量模塊負責測量車輛的行駛速度，并將測速結(jié)果反饋給結(jié)果裝配與通信模塊；抓拍與識別模塊輸出信號給成像與控制模塊，由成像與控制模塊對補光模塊進行控制，然后由抓拍與識別模塊進行圖像采集、識別車輛牌照、識別車身顏色，并將識別結(jié)果反饋給結(jié)果裝配與通信模塊；結(jié)果裝配與通信模塊負責將抓拍的圖像、識別結(jié)果等數(shù)據(jù)進行裝配打包，然后上傳給車輛信息與設備管理模塊；車輛信息與設備管理模塊將接收到的車輛信息進行分析、判斷、存儲，然后將需要上傳的數(shù)據(jù)發(fā)給通信與遠程維護模塊；通信與遠程維護模塊將待上傳的數(shù)據(jù)傳輸給用戶應用系統(tǒng)；成像與控制模塊在根據(jù)抓拍與識別模塊的指令進行控制的同時，也將當前成像部件的狀態(tài)反饋給抓拍與識

37、別模塊，以便抓拍與識別模塊修正其控制指令；結(jié)果裝配與通信模塊同時負責獲取前端設備的狀態(tài)，并將狀態(tài)上傳給車輛信息與設備管理模塊；通信與遠程維護模塊同時負責獲取前端設備的狀態(tài)，并將狀態(tài)上傳給用戶應用系統(tǒng)；用戶應用系統(tǒng)亦可通過該模塊對前端設備的軟件進行遠程自動更新；監(jiān)測與恢復模塊定時同抓拍與識別模塊進行通信，監(jiān)測設備的運行狀況，在設備故障時嘗試進行自動恢復；啟動引導與監(jiān)測恢復模塊定時同車輛信息與設備管理模塊進行通信，監(jiān)測設備的運行狀態(tài)，在設備故障時嘗試進行自動恢復；同時負責啟動引導系統(tǒng)，使設備恢復正常工作。各子系統(tǒng)構造車輛檢測子系統(tǒng)本系統(tǒng)采用地感線圈加車輛檢測處理器檢測車輛。配置車輛檢測處理器負責給

38、出車輛到達和離開的信號。車速測量子系統(tǒng)本系統(tǒng)采用地感線圈加車輛檢測處理器對車輛的行駛速度進行測量。采用地感線圈方式測速時，需要配置車輛檢測處理器負責對車輛行駛速度進行測量，一臺車輛檢測處理器可對12個車道的車輛行駛速度進行測量，測速結(jié)果通過RS485總線接口發(fā)送給智能工業(yè)相機。成像與控制子系統(tǒng)成像與控制子系統(tǒng)功能主要由智能工業(yè)相機，智能補光燈負責完成。成像清晰是牌照識別的技術關鍵。本系統(tǒng)采用?？低晫Ｓ弥悄芄I(yè)相機，整個圖像成像控制系統(tǒng)是一個由智能工業(yè)相機、智能補光燈、成像控制軟件組成的精密系統(tǒng)，它們之間的精確配合使得白天和晚上抓拍的車牌圖像都更利于車牌識別。無論是環(huán)境照度比較低的情況下（例如

39、夜晚），還是在強光照射下（例如晴天正午），系統(tǒng)均會自動調(diào)整智能工業(yè)相機的成像模式，使用軟硬件結(jié)合的方法控制圖像的曝光，保證車牌成像清晰度，非常有利于人工辨認和機器自動識別車輛牌照信息。智能補光燈由智能工業(yè)相機控制，在環(huán)境照度不足的情況下，智能工業(yè)相機執(zhí)行精確的控制指令控制智能補光燈補光，這樣保證了在全天候環(huán)境下本系統(tǒng)都能拍攝到包含清晰牌照圖像的理想圖片。圖像采集與識別處理子系統(tǒng)圖像采集與識別處理子系統(tǒng)主要由智能工業(yè)相機、?？低暸普兆R別軟件等部分組成。智能工業(yè)相機檢測到車輛通過時，實時捕獲全分辨率（16001200像素）的圖像供牌照識別軟件處理，并將處理后的牌照識別結(jié)果連同壓縮圖片一起通過以太

40、網(wǎng)上傳給智能工業(yè)相機終端服務器。車輛信息存儲管理子系統(tǒng)車輛信息存儲管理系統(tǒng)由智能工業(yè)相機終端服務器、車輛信息存儲管理軟件、數(shù)據(jù)上傳軟件、設備管理軟件等組成。它負責對智能工業(yè)相機發(fā)送的車輛信息進行接收、判斷、存儲和數(shù)據(jù)上傳等工作，同時管理所有與其連接的智能工業(yè)相機。配電及安全系統(tǒng)配電及安全系統(tǒng)由穩(wěn)壓電源、UPS、過載保護裝置、漏電保護裝置、防雷裝置、接地裝置等組成。系統(tǒng)采用220V交流電源，所有的設備供電都經(jīng)過了用電安全裝置（穩(wěn)壓、UPS、過載、漏電），保證用電及設備的安全。各類設備都能單獨控制供電，維護方便。智能工業(yè)相機防護罩、機柜等室外設備設計都充分考慮到了防水、防塵的需要。系統(tǒng)可以運行于無

41、人值守狀態(tài)下，在系統(tǒng)掉電重新啟動后可以自動引導進入工作狀態(tài)。系統(tǒng)主要設備性能規(guī)格智能工業(yè)相機圖4.5 智能工業(yè)相機實物圖 型號參數(shù)DS-2CD9762M交通專用智能攝像機攝像機傳感器類型1/1.8逐行掃描 SONY CCD有效像素1600(水平）1200（垂直）鏡頭接口C/CS mount快門1/25秒至1/30,000秒最低照度0.5LuxF1.2 30IRE自動光圈DC驅(qū)動自動增益自動/手動白平衡自動/手動視頻參數(shù)飽和度，亮度，對比度，色調(diào)通過客戶端或者IE瀏覽器可調(diào)壓縮標準視頻壓縮標準H264壓縮輸出碼率32 K4M，自定義（上限16M，單位：bps）圖像圖片格式JPEG最大圖像尺寸16

42、001200幀率25幀(1600*1200)功能SD卡本地存儲功能支持SD/SDHC心跳機制支持密碼保護支持抓圖支持 JPEG抓圖功能，補光燈同步，支持：視頻觸發(fā)、外部I/O觸發(fā)、網(wǎng)絡觸發(fā)、RS-485觸發(fā)閃光燈同步3路紅綠燈狀態(tài)支持車牌識別支持視頻觸發(fā)支持智能報警IP地址沖突、存儲器滿支持協(xié)議TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,RTP/RTCP,PPPoE，F(xiàn)TP，支持FTP上傳圖片接口傳輸接口RJ45，10M/100M自適應，以太網(wǎng)視頻輸出接口1Vp-p Composite Output（75歐姆/BNC）通訊接口1個RS-232；1個RS485接口端子，半雙工觸發(fā)輸入4路外部觸發(fā)輸

43、入觸發(fā)輸出3路（光耦隔離3500VAC），可作為閃光燈同步輸出控制一般規(guī)范工作溫度-1060電源AC24V10%/DC12V10%/PoE功率8W MAX尺寸(mm)154.577.568重量750g智能閃光燈圖4.6 智能閃光燈實物圖序號項目性能規(guī)格1峰值放電時間0.1毫秒2閃光恢復時間400毫秒3閃光色溫5600K4工作壽命500萬次5單次閃光放電能量60焦耳6平均功耗60W（以平均每秒閃光1次計算）7電源電壓：AC 154V264V；頻率：48Hz52Hz8工作環(huán)境溫度：-30+70；濕度：95，無凝結(jié)9防護等級IP66智能工業(yè)相機終端服務器圖4.7 智能工業(yè)相機終端服務器實物圖序號項目性能規(guī)格1CPULV Intel Pentium M 1.4GHz2內(nèi)存512MB3存儲設備2.5”HDD & I/II型工業(yè)級CF卡4網(wǎng)口4個10/100Mbps5串口1個RS232，1個RS4856USB接口1個USB2.07操作系統(tǒng)嵌入式l