雷达检测式超速抓拍系统讲解Word下载.docx

雷达检测式超速抓拍系统讲解Word下载.docx

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随着社会经济的发展，以及市场的繁荣，高速公路、城际快速路的公路里程增长速度越来越快、机动车辆的保有量越来越高，借助快捷方便、纵横交错的公路网络，利用各种车辆进行跨区域违法犯罪行为也不断增多,社会治安形势日趋复杂，因此，利用高科技装备建设智能交通卡口系统，对打击跨区域违法犯罪行为十分必要。

设立智能交通卡口系统，可以及时准确地记录车辆信息，随时掌握城市各出入口的车辆流量及状态，进行车辆动态布控，对违法车辆以及盗抢、肇事逃逸、作案嫌疑车辆（存于“黑名单”库中）实时报警，而且还可以查出被盗车辆或罪犯所乘车辆进出城市时间以及行经路线状况，这为快速侦破案件提供了科学、有效的依据。

不少单位已经或正在开发基于视频摄像机的车辆自动记录系统，特别是相关专业的高等院校及研究机构都在该系统上有很大的投入，但受到视频摄像机的现有技术条件和信号标准的限制，存在图像分辨率低、清晰度差（国标PAL制式视频摄像机，场图像的最高分辨率只能达到768×

288象素，实际图像由于受到模拟传输、采样、彩色调制等影响，清晰度要远远低于分辨率指标）的固有问题，拍摄的图像只能看清车牌区域，无法看清车辆细节和车内驾乘人员，对公安系统的行政执法带来不便。

我们结合在智能交通领域产品开发方面积累的经验，针对我国道路特点，采用了先进的计算机自动控制技术、高分辨率数字摄像技术、视频检测技术、图像处理与模式识别技术，成功推出了新一代车辆监测记录系统——雷达检测式高清晰智能卡口系统。

该系统采用虚拟线圈+雷达双检测技术对车辆进行检测，并自动完成抓拍机动车的高分辨率（>

=200万像素）图像，同时将车辆信息上传，完成车辆号牌识别、车辆通行信息记录，对可疑布控车辆和违法车辆等进行实时报警，并为车辆信息及图象信息建立车辆信息数据库，供交通管理部门用于交通管理、事故处理、车辆布控追查等。

该系统可二十四小时全天候工作，长期运行，性能稳定可靠，对于交通管理现代化可起到十分重要的作用。

二、系统特点

雷达检测高清晰智能卡口系统是针对国家“畅通工程”实施标准，结合本公司完全自主知识产权的视觉分析技术与模式识别技术，自行开发研制的新一代智能卡口产品。

它不仅包含了一般系统的车辆记录、车牌抓拍功能，还具有车流量、车道占有率、平均速度、车辆密度等信息的统计功能，在采集图像方式上更采用了百万像素高分辨率数字图像采集技术与智能视觉分析、模式识别技术；

提高了图像清晰度、扩大了监视范围，与国内同类产品相比，本系统具有明显的优势。

2.1纯嵌入式设计

系统前端完全抛弃了工控机，只有车检模块和摄像机，所有抓拍的图像会自动上传到中心识别服务器，集中进行识别，我国的东北、西北地区（新疆、内蒙、黑龙江）冬季气温可达-40摄氏度，户外的维护极为不便，对系统的稳定性要求极高，本系统采用嵌入式设计，减少了中间环节，能够有效保证系统的稳定。

系统使用的高清摄像机不仅可以完成高清图像的成像、抓拍、测速等功能，还集成了JPEG编码、FTP上传等功能，摄像机采用TI高性能DSP芯片，由于设备本身内置了“看门狗”等硬件电路，相当于有人在前端进行24小时不间断值守，有效的保证了系统长期、稳定、连续运行，而传统的工控机方式受软件稳定性、温度适应性等的影响极易出现死机等现象，需要专门的人员进行维护。

2.2高分辨率图像采集

普通模拟摄像机所提供的图像最高分辨率为D1（704*576）格式，只有约40万像素，而视频检测式高清智能卡口系统采用高分辨率数字摄像机（工业数字摄像机），实现高清晰度图像的采集，系统采集的车辆图像，分辨率高达200万象素，大大提高了图像的分辨率。

在画面覆盖车道宽度达到7m时，所拍摄的车辆号牌依然可以达到130×

40～45象素，单个字符达到16×

32象素，驶乘人员脸部达到60×

75象素，不仅可以完整反映车辆的号牌号码，还可以清晰的反映出驶乘人员的脸部特征及整个车辆的全貌和细节，为事故追查、刑事侦破等公安业务，提供更全面、准确的依据。

高清智能卡口抓拍图象及牌照、驶乘人员脸部局部图像

2.3雷达测速抓拍

机动车雷达测速仪为一种雷达设备，其工作原理为雷达所发射的高频信号从处于在其作用范围内的移动目标反射时改变频率值（多普勒效应）。

这种多普勒频移正比于移动目标的速度。

目前在智能交通领域雷达和地感线圈是最为稳定可靠的车辆检测手段，其测速精度也是最为精确的，本系统使用单车道雷达作为车辆速度检测设备，采用抓拍车辆的车尾或车头作为超速依据，由用户选择抓拍方式。

雷达测速方式是目前智能交通行业最先进的测速技术。

经过多年的使用及其改进，系统稳定性及精度都相当成熟。

2.4车牌自动识别

在号牌识别过程中，较好的图片质量和正确定位是正确识别号牌的关键。

号牌定位的任务是确定图片中有无车辆号牌以及车辆号牌的数量和位置，但号牌定位比较复杂，车辆在图像中的位置具有不确定性，可能出现的情况大致有这几种：

Ø

车头位置不确定；

号牌在车辆上的悬挂位置不确定；

车辆上可能印有其它与车牌相似的号码，悬挂其它号牌或多个号牌。

在本系统中利用号牌的特定纹理信息并采用多尺度分析进行号牌的定位，定位后的号牌经过号牌分割、倾斜矫正、字符定位与分割，然后采用多帧识别技术再进行字符和汉字的识别。

车牌定位

倾斜矫正

字符分割与定位

字符和汉字的识别首先根据字符的序号，将汉字、字母和数字区分开来，然后对不同类别字符采用不同的子系统识别。

这些子系统又都融合了若干简单识别器，对待识字符进行联合识别。

2.5整车道覆盖抓拍

常规采用视频摄像机的标清卡口系统中，跨中线行驶车辆是造成系统漏拍的主要原因，由于受视频信号分辨率的限制，单个摄像机无法覆盖一个标准车道的宽度（3.75m）。

因此，当车辆跨中线行驶时，车辆在摄像机覆盖的盲区，相邻两个车道摄像机均无法抓拍到具有完整牌照的车辆图像（如下图）。

视频摄像机卡口拍摄区域示意图

普通卡口摄像机所拍摄的牌照残缺不全的图像

在改进的系统中，采用增加跨中线辅助摄像机抓拍跨中线，增加跨中线特写摄像机，在跨中线行驶车辆通过时，依靠跨中线特写摄像机补充抓拍，使跨中线行驶车辆的漏拍率得以降低，但是，采用这种方案对很多正常行驶的车辆中线辅助相机也会抓拍，会产生大量的无效图片。

高清卡口系统由于采用200万像素高分辨率数字摄像机，其拍摄画面覆盖范围可达4.5米至5米（>

3.75m）。

因此，其画面已经覆盖中线，可保证跨中线行驶的车辆能在1个或2个摄像机拍摄的图片中都能被完整记录，确保了记录信息的完整性。

高清卡口摄像机拍摄区域示意图

2.6强光抑制

在传统的卡口系统运行过程中，部分的点位所拍摄的图像在夏天光线较强的环境下会出现白片现象，这是由于这些点位上安装的摄像机的角度正对着阳光的直射方向，光线直接照射的摄像机的CCD面阵上，造成CCD曝光溢出所造成的，由于CCD的累积电荷已经溢出，通过调整光圈或快门速度的方式都无法解决这种问题，只能从光学结构上进行着手，根据多个项目的实际经验，我公司终于寻找到了解决该问题的方法，通过在摄像机镜头的前端加装一块偏振镜片，使原来直接照射到CCD上的光线发生折射，使其改变角度后再照射到CCD面阵上，有效地解决了该问题。

曝光过度

强光抑制效果

三、系统组成

系统由路口记录单元、数据传输子系统和中心信息管理系统三部分组成，路口记录单元通过光纤LAN和公安内部网连接，完成数据传输，网络结构如下图所示。

各部分的组成及功能如下：

系统网络结构示意图

3.1路口记录单元

路口记录单元安装监控路面附近，在无人值守环境下24小时全天候自动工作。

路口记录单元主要由高清摄像机、闪光灯、高效金属化卤素灯、车辆检测器、存储模块等组成，下图为路口记录单元的组成框图。

路口记录单元

路口记录单元完成车辆检测、交通信息的采集（车流量、车辆速度、车道占有率、车辆密度等信息）、交通事件检测（撞车、抛撒、拥堵、停车），车辆图像抓拍、图像数据自动上传等功能。

3.2数据传输系统

本系统支持各种传输方式：

无线传输如GPRS、CDMA等；

有线传输如光纤传输、ISDN、ADSL等；

还支持人工前端下载功能。

这几种数据传输方式均内嵌在前端高清摄像机内，设备会开辟一个信息记录缓冲区，抓拍记录的所有信息都将保存到此缓冲区里，系统实时检测缓冲区内是否有数据，当发现有新的数据时，自动通过有线、无线网络通路讲述巨商传导中心系统，中心系统安装有信息接收服务器端软件，服务器通过识别每个路口机的“标识”和“别名”区分不同的路口机，所以要为每个路口机分配唯一的“标识”和“别名”，并根据相应的标示将数据信息自动记录到中心信息数据库。

经过统一规划后，该系统具有统一的配置使用方式，极大的减少了用户的学习周期。

系统在设计上充分考虑了文件传输的通用性，可支持：

Ftp、Tcp/IP等各种协议，对各种系统具有较高的适用性。

系统使用组件化开发模式。

增加新的传输介质或者协议只需添加新的组件。

这样既保证了系统的持续发展，又保证了系统的强壮性。

对于不同的用户，可以使用不同的组件搭配，增加了产品发布的灵活性。

系统在设计上保证了文件传输中文件的完整性和原子性。

使用基于数据流的压缩算法，最大程度的提高了带宽的利用率。

系统在配置上尽量做到灵活。

增加了系统的生存周期。

系统进行了大量的优化，减少了对系统资源的占用。

3.3管理中心

管理中心设置在交通监管部门，主要由连接在公安网上的车牌识别服务器、数据服务器、客户端作业计算机及相应的彩色打印机、网络设备和中心管理软件组成。

中心服务器通过网络连接数据收集服务器，并通过公安网与中心客户机及相应的输出设备连接。

车牌识别服务器负责对所有路口设备所采集的车辆数据与图片进行识别并入库，依据管理部门设定的条件进行筛选，将需要长期存档保存的数据保存在数据服务器上，不同的授权用户通过客户端计算机，可分别完成对通过车辆信息的访问、统计、分类、检索、查询、提取、核对、处罚等业务作业，产生并打印相应报表。

通过网络数据共享，大大方便了各部门对路口信息的掌握。

用户也可以根据要求定制系统，从而最大限度的满足需求。

网络上的授权用户亦可通过对路口记录主机和数据收集服务器的工作参数、报警布控等进行设置，实现系统的远程维护。

四、系统功能描述

4.1超速抓拍

由于系统采用了雷达装置，雷达在测量到通行车辆的速度大于设定的阈值时自动触发高清摄像机进行抓拍，高清相机同时接收雷达上传的速度信息，当机动车速度小于100km/h时，道路实测误差不超过-2km/h；

当机动车速度大于或等于100km/h时，道路实测误差不超过-2%。

4.2信息采集

交通信息采集作为智能交通系统的重中之重来优先发展，基础交通信息主要包括车流量、车速、车间距、车辆类型、道路占有率等，采集交通流数据信息检测采用虚拟线圈技术，自动对通过虚拟线圈的车辆进行测速、计数并将统计的信息自动上传到中心分析服务器，分析服务器实时显示交通信息量的动态曲线图，这些基础数据可为交通诱导系统、自适应信号机控制系统提供必要的数据信息。

4.4全景监视

系统除具备常规的车辆检测、抓拍、识别等功能，还可以通过中心系统对路口的全景图像进行查看，方便进行路口进行监视。

4.5牌照识别

高清摄像机实时记录的车辆信息（含车辆高清晰图像、经过时间、路口名称、车道编号等信息）上传到中心识别服务器，中心识别服务软件负责对图像进行实时牌照识别，并将识别结果（号牌号码和号牌颜色）存入数据记录，系统运用了人工智能和模式识别技术，对被识别的车辆图像进行车牌定位、字符切分，并运用独创的基于二值特征的识别算法和基于灰度特征的识别算法相结合的方法，对