智能交通高清卡口系統(tǒng)分析

王海丹

沈陽(yáng)天久信息技術(shù)工程有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

在交通管理和交通執(zhí)法難度急劇增大的背景下，傳統(tǒng)的增加警力的方式已經(jīng)難以解決上述矛盾，故對(duì)道路中設(shè)置的高清卡口設(shè)備亦提出要求更高。

1 卡口設(shè)置的目的

設(shè)置卡口設(shè)備可以對(duì)經(jīng)過(guò)公路車(chē)道的所有車(chē)輛進(jìn)行圖像記錄，并實(shí)時(shí)識(shí)別出車(chē)輛的牌照，將識(shí)別結(jié)果與公安黑名單車(chē)輛庫(kù)、交警違章車(chē)輛庫(kù)的車(chē)牌號(hào)碼進(jìn)行比對(duì)，且具有盡可能高的車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別率，系統(tǒng)應(yīng)可以適應(yīng)各種天氣光照環(huán)境，對(duì)于白天的強(qiáng)光和夜間的補(bǔ)光應(yīng)有有效的解決方法，系統(tǒng)應(yīng)有較快的拍攝速度、識(shí)別速度、查詢速度、報(bào)警速度；系統(tǒng)應(yīng)具有友好的接口，可以與其它系統(tǒng)方便的共享信息[1]。

（1）可拓展性、可兼容性。由于用戶以后的需求會(huì)不斷發(fā)展，故系統(tǒng)建設(shè)的數(shù)量將隨之增多，所以系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上要兼容舊的系統(tǒng)。

（2）應(yīng)用性。高清卡口系統(tǒng)采用嵌入式控制主機(jī)，其設(shè)計(jì)和使用安裝要方便。

（3）可靠性。系統(tǒng)采取集成設(shè)備，采用自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)監(jiān)控等技術(shù)，要保證可靠。

（4）安全性。系統(tǒng)具有防病毒、防誤操作性，強(qiáng)抗干擾、抗靜電能力，同時(shí)具有數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)措施，提供用戶等級(jí)權(quán)限保護(hù)。

2 系統(tǒng)組成及原理

高清卡口系統(tǒng)是一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的傳輸是十分復(fù)雜，用到了大量的數(shù)據(jù)庫(kù)管理。高清卡口系統(tǒng)的前端系統(tǒng)硬件主要包括補(bǔ)光燈、網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)、雷達(dá)及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，利用先進(jìn)的光電、計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別等技術(shù)，對(duì)出、入城卡口過(guò)往的車(chē)輛前部或尾部特征圖像和車(chē)輛全景圖像進(jìn)行連續(xù)全天候?qū)崟r(shí)記錄，并自動(dòng)識(shí)別出車(chē)輛的牌照，所采集到的車(chē)輛的信息數(shù)據(jù)均保存在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中。系統(tǒng)提供24小時(shí)視頻錄像存儲(chǔ)和1920X1080或1600X1200像素的高清視頻流，DSP中的圖像處理程序根據(jù)所拍攝的車(chē)輛圖像進(jìn)行牌照自動(dòng)識(shí)別，并能夠?qū)^(guò)往車(chē)輛動(dòng)態(tài)布控，對(duì)超速、逆行等違章以及被盜搶、肇事逃逸、作案嫌疑車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別報(bào)警[2]。

3 系統(tǒng)的特點(diǎn)

3.1 前后抓拍：車(chē)牌對(duì)比

前后各安裝一臺(tái)攝像機(jī)，分別進(jìn)行車(chē)輛前面和后面的抓拍，抓拍的圖像，通過(guò)DSP中的圖像處理軟件進(jìn)行車(chē)牌識(shí)別，將前后攝像機(jī)識(shí)別后的車(chē)牌號(hào)碼進(jìn)行對(duì)比，檢測(cè)其是否一致，從而判斷行駛車(chē)輛是否有遮擋號(hào)牌的行為。

3.2 DSP圖像處理：車(chē)牌、車(chē)身顏色識(shí)別；違法行為檢測(cè)

視頻檢測(cè)是一種非接觸式測(cè)量技術(shù)，隨著視頻檢測(cè)技術(shù)的不斷成熟，它在交通系統(tǒng)領(lǐng)域中也得到了廣泛應(yīng)用。本項(xiàng)目中將視頻檢測(cè)程序在DSP中運(yùn)行，DSP中主要對(duì)抓拍到的圖像進(jìn)行圖像處理，檢測(cè)車(chē)輛本身所包含的信息，例如：車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)身顏色等。同時(shí)還可以通過(guò)圖像處理技術(shù)檢測(cè)車(chē)輛的行駛行為，例如：車(chē)輛是否逆行等。通過(guò)車(chē)牌校對(duì)，對(duì)一些指定車(chē)輛進(jìn)行布控，并及時(shí)將信息傳回指定位置，進(jìn)行報(bào)警。

3.3 雷達(dá)測(cè)速：檢測(cè)車(chē)輛是否超速

當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到監(jiān)測(cè)區(qū)域有車(chē)輛通過(guò)時(shí)，中央控制模塊將對(duì)抓拍點(diǎn)的光照度進(jìn)行判斷，高清晰攝像機(jī)對(duì)經(jīng)過(guò)車(chē)輛進(jìn)行抓拍。

在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)對(duì)≤180公里/小時(shí)行駛的車(chē)輛圖像捕獲率達(dá)99%以上。不受雨、雪、霧等天氣、環(huán)境光和相臨車(chē)道通行車(chē)輛的影響而出現(xiàn)誤記錄。系統(tǒng)的測(cè)速范圍是0-180Km/h，當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)速度小于100Km/h時(shí)，雷達(dá)的實(shí)測(cè)誤差范圍為-2Km/h-0Km/h，大于或等于100Km/h時(shí)，實(shí)測(cè)誤差不超過(guò)機(jī)動(dòng)車(chē)速度的-3%-0%。以保證雷達(dá)的測(cè)速值不大于車(chē)輛的實(shí)際行駛值，從而避免對(duì)車(chē)輛造成誤處罰的情況發(fā)生。

3.4 LED智能補(bǔ)光技術(shù)

補(bǔ)光技術(shù)是夜間成像的輔助手段，需要較強(qiáng)的針對(duì)性。高清晰數(shù)字?jǐn)z像機(jī)通過(guò)純數(shù)字采樣成像，相比傳統(tǒng)的模擬線性成像，傳感器對(duì)光線的反應(yīng)靈敏性要差不少，需要采用色溫更高的不光手段進(jìn)行補(bǔ)償，系統(tǒng)的首選就是頻閃技術(shù)，因其亮度不會(huì)過(guò)多影響到駕駛?cè)藛T，同時(shí)色溫更高。近年來(lái)逐漸被廣泛采用的高亮度大功率LED脈沖燈光，其特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)、功耗低、發(fā)光效率高、飽和性好、發(fā)光亮度高，可以作為高清晰數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的有效配合，滿足夜間補(bǔ)光的亮度要求和高清視頻的夜間檢測(cè)要求，確保恒定補(bǔ)光。

高清成像在LED不光條件下很難滿足每一輛車(chē)均須進(jìn)行連續(xù)閃光的清晰辨識(shí)車(chē)型信息的系統(tǒng)要求，因此每秒可閃4次以上，回電時(shí)間小于200ms，并保證該頻閃燈充放電次數(shù)及閃光次數(shù)均不得低于1000萬(wàn)次的高回電系數(shù)的頻閃技術(shù)被同時(shí)采用[3]。

3.5 車(chē)輛圖像記錄功能

公路車(chē)輛智能抓拍系統(tǒng)能準(zhǔn)確記錄正常通行車(chē)輛的1張高清圖像，超速違法車(chē)輛的2張高清圖片。圖像以JPEG格式存儲(chǔ)，圖片尺寸不大于400K。每張圖片通過(guò)人眼都能保證看清車(chē)輛類(lèi)型、車(chē)輛顏色、號(hào)牌顏色和車(chē)輛輪廓，并能夠清晰辨別車(chē)輛號(hào)牌以及司乘人員面部特征。系統(tǒng)記錄的車(chē)輛信息除車(chē)輛圖像信息外，還記錄車(chē)輛的通行文本信息，如時(shí)間、地點(diǎn)、車(chē)速、限速、超速百分比、方向、號(hào)牌號(hào)碼、車(chē)身顏色等。車(chē)輛通行信息寫(xiě)入關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)，并將相關(guān)信息（時(shí)間、地點(diǎn)、方向、車(chē)速、限速、超速百分比、號(hào)牌號(hào)碼等）疊加到圖片上。

3.6 智能監(jiān)測(cè)記錄

數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)報(bào)警、車(chē)輛布控、號(hào)牌識(shí)別、視頻抓拍等功能，系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)能夠接收中心管理系統(tǒng)下發(fā)的交通違法行駛、嫌疑車(chē)、肇事車(chē)、盜搶車(chē)等車(chē)輛數(shù)據(jù)黑名單，還能夠?qū)崿F(xiàn)包括數(shù)據(jù)接收布控請(qǐng)求、修改、刪除、添加等在內(nèi)的統(tǒng)一管理業(yè)務(wù)。對(duì)路口全天候的模擬或數(shù)字視頻存儲(chǔ)可通過(guò)系統(tǒng)配置的高性能網(wǎng)絡(luò)視頻錄像存儲(chǔ)（NVR和NAS）功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，該功能同時(shí)支持對(duì)異常事件和違章事件的過(guò)程分段錄像，提供直觀、全面、完整的交通違章執(zhí)法和事故處理的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和信息。系統(tǒng)同時(shí)支持視頻流數(shù)據(jù)的H.264、MPEG4等格式和圖片的JPEG格式，以及支持通過(guò)光纖、3G+VPN等網(wǎng)絡(luò)傳輸通道上傳視頻信息。

4 結(jié)語(yǔ)

高清晰卡口前后抓拍系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的前后進(jìn)行首尾同拍，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，有效達(dá)到對(duì)車(chē)輛的識(shí)別和抓拍圖像的首尾對(duì)比。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)違章監(jiān)控，又能實(shí)現(xiàn)卡口治安監(jiān)控，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)路口交通流量狀況進(jìn)行可靠實(shí)時(shí)監(jiān)控。