厂区车辆测速抓拍系统方案说明30页word文档.docx

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厂区车辆雷达测速抓拍系统方案

第一章概述

1.1项目背景

车辆超速驾驶行为是引发交通事故的重要因素，也是普遍存在的问题。

由于车速快，司机对路面情况、前方车辆、行人等各种情况的反应时间短，同时由于车速快而导致在发生紧急情况时制动距离长，轻者造成追尾，车辆受到损坏；重者导致人身伤亡，给社会和家庭带来重大损失和痛苦。

据统计，交通事故中有10％以上是由于超速而引起的。

及时发现超速，并对其进行批评、教育、经济处罚是减少超速违法行为、维护道路安全的重要手段。

因此，必须采取有效手段，严肃治理违法超速行驶行为，使驾驶员严格按道路限速规定要求行驶，减少由于超速引起的交通事故与违法现象。

1.2目前国内外情况

目前，世界上所采用的“超速检测电子警察”设备主要由：

感应线圈测速器、激光测速仪、雷达测速仪与摄像机或数码相机的组合而成。

感应线圈式检测器是传统的交通检测器，车辆通过埋设在路面下的环形线圈，引起线圈磁场的变化，检测器据此计算出车辆行驶速度。

此种方法由于必须破坏路面，安装极为不便；系统无法解决相邻车道车辆的干扰，易受路况影响，误抓大，检测精度低。

激光测速是采用激光测距的原理。

激光测距（即电磁波，其速度为30万公里/秒），是通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，记录该时间差，来确定被测物体与测试点的距离。

激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，取得在该时段内被测物体的移动距离，从而得到该被测物体的移动速度。

系统造价昂贵，现在经过正规途径进口的激光测速仪（不含取景和控制部分）价格至少在一万美金左右。

雷达测速的原理是应用多谱勒效应，即移动物体对所接收的电磁波有频移的效应，雷达测速仪是根据接收到的反射波频移量计算而得出被测物体的运动速度。

因此，具有以下特点：

1、雷达波束较激光光束（射线）的照射面大，因此雷达测速易于捕捉目标，无须精确瞄准。

2、雷达固定测速误差为±1Km/h，运动时测误差为±2Km/h，完全可以满足对交通违章查处的要求；

3、雷达发射的电磁波波束有一定的张角，有效测速距离相对于激光测速较近，最远测速距离为800M（针对大型车）。

4、雷达测速仪因技术成熟，价格适中，而广受欢迎。

但采用单一雷达测速，车辆高速运行时定位不准，前后相邻和相邻车道有车同时进入雷达的测速范围内时，雷达本身不能区分哪辆车超速了，但在雷达测速的基础上结合我公司的视频检测技术，便可解决准确定位问题和判断出哪条车道的车辆超速。

1.3项目建设目标

在易发生交通事故的限速路段，建设以车辆检测和牌号自动识别为核心，定点测速功能为辅助的，固定式机动车超速自动检测和记录取证系统。

该系统的建成将实现对道路交通相关区域的实时监控，对超速驾驶行为进行自动记录取证，对嫌疑车辆进行自动布控，并在两端出入口执勤点进行拦截和处罚等功能，满足交通管理人员对道路交通管理和监控的需求。

系统建成后可取得以下目的：

Ø有效检测和记录各路段超速、超载行驶的车辆；

Ø及时通报路况、车流等相关交通信息；

Ø及时矫正违法违章驾驶行为；

Ø根本降低事故发生概率和公安干警劳动强度；

Ø极大提高道路通过和利用能力以及交警工作效益效率；

Ø努力强化智能交通、科技强警意识；

Ø彰显交警公正、标准执法形象；

Ø协助相关单位查究违法违章车辆和人员，并为侦破刑事案件提供相关证据；

第二章系统组成

2.1系统描述

广州莱安提供的测速系统，综合了计算机技术、视频图像处理技术、模式识别技术、大型数据库管理及网络通信等先进技术，对机动车辆行驶情况进行自动监测，自动抓拍违法超速行驶车辆图片，自动识别被盗、抢车辆，为交管部门执法提供科学依据，是目前实用性极强的科技交通管理手段。

网络版的产品构架，使得系统可以集超速抓拍、现场识别、远程传输和网络化调度管理为一体，实现科技强警，成为与世界最新技术同步的智能交通系统工程。

检测方式：

雷达测速+视频定位

图1超速自动记录系统网络拓扑图

本次项目建设的机动车超速行驶自动记录系统可以在无人值守的前提下，对通行车辆进行全天候24小时不间断检测，对超速行驶车辆进行记录和报警，能及时提供车辆超速时间、地点、照片、车速等数据作为违法处罚证据。

记录的图像和报警信息，能立即通过有线/无线传输设备发送到管理中心或执勤处罚点，并发出报警声提醒工作人员及时拦截，执勤人员通过打印或直接显示的图片对违法驾驶员进行现场处罚。

2.2系统构成

视频图像采集

全景摄像机

车牌特写摄像机

超速抓拍、牌照识别和记录、图像处理系统

实时报警单元

数据发送

图像远程传输

指挥中心服务器

交警大队工作站

雷达测速

车牌特写摄像机

视频定位

辅助照明

本系统主要由车辆固定式测速雷达视频定位系统、指挥中心管理系统、传输和供电系统等几部分组成。

如下图所示：

图2系统组成结构图

前端超速检测系统完成车速检测、超速判断、牌照号码识别、定位拍摄车辆图像等工作，将超速车辆的数据传到后端。

指挥中心管理系统是整套系统的枢纽和核心。

指挥中心接收各测速点的车辆数据，对超速车辆图片进行二次识别和确认，及时将超速车辆图片发送到拦截点进行处罚。

同时，管理系统还将根据车辆抵达各监测点的时间，计算车辆的区间运行速度，再次判断是否超速。

执法人员还可将布控、嫌疑车辆的牌照号输入到拦截点计算机的“黑名单”数据库，当布控车辆到来时，启动报警装置通知执法人员及时拦截。

各检测点子系统和传输设备及中心计算机网络构成一整套完成的超速自动记录和处罚系统，实现对通行车辆的监控、测速、超速车辆及行为自动记录、远程传送、识别、报警和处罚。

2.3车辆固定式测速系统

固定式超速检测和取证系统分布在全路段各监控点上，通过传输网络与中心系统连接，进行数据和信息的传输。

系统主要由雷达测速仪、视频图像定位采集、主控检测主机、车牌识别软件、补光灯单元、电气安全防范、安装龙门架等组成。

*雷达测速仪完成对车辆的检测、测速；避免邻车道干扰；

*视频图像定位采集设备包括视频定位仪、彩色摄像机、镜头、安装支架、防护罩等，为车辆抓拍提供清晰、实时的视频图像；

图3固定式测速系统示意图

*主控机由嵌入式主机、视频卡、嵌入式检测软件等设备组成，实现车辆速度与限速值的比较、超速判别、超速抓拍、（时间、地点、违法类型、识别的车牌号等）信息叠加、远程传输等功能；

*车牌识别软件自动识别抓拍图片中的车牌号，并叠加在图片上；

*补光灯用于白天强反光和夜晚光线较暗时，使摄像机能清楚拍摄车辆牌照；

*其它设备包括主机箱、龙门架、安全和电源保护装置、供电系统、有线/无线传输、供电系统等。

2.3.1前端视频记录系统

视频记录系统要求能全天候不间断工作，能适应昼夜光照度变化大，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）等恶劣环境条件的影响。

系统主要包括监视和记录车辆的摄像机、变焦镜头及配套的防护罩、安装支架等装置，为系统提供原始图像素材。

用于道路违法检测的摄像机，在选型时主要应考虑四个方面的因素，分别是水平分辨率、快门调节和最低照度、宽动态范围与逆光补偿、色彩适应能力。

1.水平分辨率

由于工业摄像机的总像数较低，只能达到40万左右，远小于数码相机和数码摄像机的总像数。

因此，分辨率的高低将直接反应其摄取画面的质量好坏，一般要求水平分辨率达到480电视线以上。

2.最低照度和电子快门

目前，彩色摄像机标称的最低照度大多在1.0LUX以下，有的甚至可以达到0.001LUX，但厂家虚报参数的较多。

在道路监控和道路违法检测的应用中，为了全天候的工作并摄取快速移动的车辆，摄像机的快门均设置为1/120S以下，增益也必须打在正常的状态而不是高增益状态下，其照度往往达不到标称值，在夜间光照较弱的情况下，摄像机就无法摄取到清晰的图像。

因此，需要选择参数标称值较为实际的摄像机，并且在照度不足时利用补光灯照明，以保证系统能在低照度下正常工作。

3.宽动态和逆光补偿能力

室外光照度在一天24小时内变化非常大，在白天强烈阳光照射下，光照度可达104LUX以上，车辆外壳和车牌均有可能产生强烈反光，红色信号灯光线暗淡，无法分辨；反之，在夜晚，光照度却在1.0LUX以下，不但可能看不清车辆信息，迎向行驶车辆的灯光还有可能造成强烈的眩光。

一天24小时照度变化如下表所示：

晴天中午日光照射时8～10×104LUX

阴天或斜照较弱时1～10×103LUX

日出或日落时1～5LUX

月光及其以下10-4～0.1LUX

从上表可知，为保证电子警察能昼夜24小时正常工作，要求彩色摄像机不但有较低的光照灵敏度，还要有极强的光圈自动调节（超宽动态）和逆光补偿能力。

在快门合适的情况下，既能在强烈的日光照射下看清被摄物体，也能在路灯照射光线较弱时看清被摄的物体，保证系统的正常运行。

4.色彩适应能力

由于远景摄像机需要摄取各个不同情况路段的全景信息，为了使图片的效果能直观反映该路段情况，摄像机的色彩适应功能一定要强。

超速监测点的前端视频记录在每个方向配置1台全景摄像机抓拍全景图像，每条车道1台特写摄像机抓拍车头前部图像。

2.3.2主控抓拍系统

主控抓拍子系统由主控检测主机、图像采集卡、网络通信设备和相关抓拍软件组成。

主要功能是：

Ø接收雷达测速仪提供的数字信号；

Ø车辆速度运算和判别；

Ø车辆抓拍定位；

Ø控制成像系统抓拍图片；

Ø运行号牌识别软件并识别；

Ø图片压缩和存储，字符叠加；

Ø数据传输。

主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。

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电路。

主机安装有四路图像采集卡，负责图像捕获。

通常情况下，在确认车辆超速的同时，通过摄像机对场景信息进行抓拍。

系统对抓拍的图片进行压缩，并叠加有关的车辆信息（时间、地点、车速、车辆类型等）。

2.3.3辅助照明子系统

照明：

每个检测车道用一只LED频闪灯提供摄像机对车牌的识别能力；

智能闪光灯由摄像机的同步输出信号控制，并可根据现场光线强弱自动控制灯的开启，白天关闭，晚上或光线不足时自动打开。

根据实际情况，在环境光照不足以拍摄清楚车辆图片时，增加一只150-250W集照型工业照明灯（金属卤素灯）提供环境照明。

因为超速系统必须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，充分考虑低照度性能，另一方面就是增加照明。

在充分考虑多种因素下，在超速检测与取证系统的应用中，我们选用了LED智能频闪灯作为牌照摄像辅助照明设备。

LED频闪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。

频闪灯由主控系统中的图像采集卡进行控制，确保了闪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。

频闪灯安装的高度和角度必须与摄像机同步，闪光灯光束与垂直方向夹角大约是58.8度。

试验证明，闪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昕度，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。

在采用了智能频闪灯后，系统对环境光线的要求就比较低，对车行方向25米以内光照度足够的地方，无须安装辅助照明，在光照不足的情况下，为了改善夜间动态视频图像的亮度以及减少闪光灯对司机视力的影响，每方向可根据现场实际情况增加150-250W金卤灯照明。

2.4指挥中心控制系统

系统的指挥中心管理各前端监控点综合控制系统的一部分，包括指挥中心专用服务器、多台工作站、路由器和网络交换机、防火墙等设备。

该部分主要完成超速违法车辆的图片和数据信息的