道口监控项目完整方案.doc

《道口监控项目完整方案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《道口监控项目完整方案.doc（61页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、副本招标文件编号：投标文件投标单位：上海高德威智能交通系统有限公司二00四年十一月目 录1.第一章 概述31.1.目的和意义31.2.原则31.3.设计依据52.第二章系统功能及性能指标62.1.系统功能62.2.性能指标103.第三章 系统特点113.1.突破常规的高图像捕获率113.2.成像清晰153.3.牌照识别率高184.第四章 系统设计方案234.1.系统结构234.2.工作原理344.3.各功能子系统功能的实现355.第五章 施工方案415.1.安装调试415.2.验收与售后服务445.3.工程质量保证体系455.4.施工进度计划与控制475.5.工程安全防范体系486.第六章 设

2、备配置清单487.主要设备选型507.1.摄像机507.2.镜头517.3.摄像机快速成像控制板517.4.智能闪光灯528.第七章 方案设计图纸538.1.图1 双向2车道布局俯视图548.2.图2 双向4车道布局俯视图558.3.图3 双向6车道布局俯视图568.4.图4 四方向12车道交叉口俯视图578.5.图5 倒L型立杆图588.6.图6 T型立杆图591. 第一章 概述1.1. 目的和意义近年来，随着社会经济的快速发展，机动车数量的迅速增长，公路运输变得越来越繁忙。在车流量增加的同时，路面违章行为和道路交通事故也在不断增长，特别是违章超速行为较为严重。如何利用先进的科技手段，抑制交

3、通事故、尤其是超速事故的发生，是公安交通管理部门亟待解决的问题。我公司紧密结合公安业务需求，专门开发了科学、实用的车辆智能监测记录系统。该系统采用了先进的牌照识别技术、智能补光技术、摄像机成像计算机实时控制、硬件测速技术及计算机线程控制技术，在车辆捕获率、图像清晰度、牌照识别率、测速精度等方面相对传统的卡口技术有了质的突破。该系统已在实际中应用，运行稳定，受到了用户和专家的一致肯定。1.2. 原则车辆智能监测记录系统的设计原则必须建立在整个系统的总体规划的基础之上。考虑到公安交警部门工作的特殊性，以及治安卡口自身的特点，我们在本系统设计过程中将严格遵循以下原则：1 经济性在整个系统的方案设计过

4、程中，我们始终坚持性能价格比最优的原则。在实用性、先进性和充分满足系统功能要求的基础上，采用成熟的系统和技术，尽可能降低用户的投资。我们在设计此方案时考虑了设备的可靠与稳定，减少用户的维护费用，延长设备的使用寿命。开放的系统也给用户带来许多扩展功能，减少重复的投资。在应用软件的维护方面，考虑到维护人员到现场的距离较远。对于一般技术问题的维护可以采用远程密码登录方式进行维护。对于简单的软件升级，也可以通过应用程序下载实现。我们将最大限度地提高系统的可操作性，设计良好的操作界面。甚至可以根据用户的特殊要求，设计出具有个性化的操作界面，使数据处理工作简单、方便、快捷且界面友好。业务流程清晰，符合交通

5、管理业务的处理习惯。系统的数据备份自动完成，数据恢复操作方便、安全。2 可靠性系统的可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。鉴于本系统的应用性质，其运行可靠性必须得到绝对的保证，否则将造成巨大的物质损失和极坏的社会影响。另外，由于该系统安装在公路边的野外，环境条件恶劣，如果没有可靠性的保证，将直接影响到系统的使用价值。所以我们在产品选型上充分考虑了这一点，选用一些可靠性、稳定性强，能够适应野外恶劣环境工作的产品，同时采取有效的防雷、接地、稳压等措施。系统选用的工控机、摄像机、镜头等关键设备都采用国际著名企业的原装进口产品，室外机柜也是特别设计的，具有防盗、耐高温、抗寒、排风等

6、特点，使用的电气接线端子、过载、漏电及断路保护装置、避雷装置、熔断器等装置均符合国家有关电气安全标准要求。这些方面的考虑从硬件环境上为本系统的正常运行提供了重要保证。在软件设计上采用了子系统化设计思想，提高软件运行的稳定性，并具有意外事件自动重启功能。鉴于本系统的是建立在计算机技术上，其可靠性的保证应包括系统的安全性，特别在计算机系统安全性受到极大挑战的今天。因此，我们在选取系统软件平台、采取系统安全防护措施、日志管理和设置系统管理权限等方面将作出全面的解决方案。3 开放性必须符合有关国际通用标准、协议或规范，国家与部颁标准及规定的要求；要从技术和管理体制上保障信息共享和综合利用，要求系统的操

7、作平台、通讯接口与协议等是开放的（标准或公开的），可实现互联互通并支持二次开发或功能调整，与指挥中心的系统互联。并且公开本系统的通讯协议和数据结构，确保与指挥中心的无缝连接。4 先进性我们在进行本系统方案的设计时，是本着先进性与适用性相结合的原则的。即在系统总体方案设计时思路超前，在总体规划时采用先进技术。关键设备采用国外及国内的先进设备，以确保满足以后不断发展的需要。同时，不盲目追求先进性而去采用一些实用价值不高，价格却高的惊人的华而不实的产品。考虑到系统的发展和推广价值，它在任何一个细节上的先进性，都将在我们的设计过程中体现，因为它将直接影响到系统的生存寿命。例如，在系统中我们对摄像机、补

8、光灯进行了智能化控制以求获得最佳的拍摄效果，确保系统在全天候条件下性能稳定；识别软件采用了国内最先进的神经网络（NN）、人工智能（AI）、模糊逻辑控制等高新科技，能够识别02式个性化号牌、92式在用号牌，以及公安、部队、武警、港澳内地牌等多种牌照，不但能识别数字、字母，还能识别汉字和牌照颜色。5 兼容性本系统应用软件能与全国公安交通管理信息系统兼容。6 可扩展性本系统结构易于扩充各类接口的硬件和软件以及数据容量，存储空间都留有充分的扩展余量，能够适应今后可能出现的系统扩容。7 易维护性本系统在设计时充分考虑了系统的易维护性，确保系统在使用中出现故障时在最短的时间内恢复运行。各关键设备具备有自动

9、记录运行日志功能，设备的主要运行活动都记录在日志中。系统可以自动分析运行日志，以了解系统的运行状况，为系统维护提供依据。路口控制机采用硬件看门狗、设备状态监测预报告、远程维护三种措施相结合的方法保证路口系统的正常运行。做到故障及时告警、系统能够自动恢复、远程维护与管理。路口系统的运行参数和应用软件可以在管理中心修改和更新。这样，尽量减少了人工干预，实现了快速故障和网络化的维护与管理，保证了系统的易维护性。8 实用性在工程设计和实现的过程中，将使用单位的实际需求放在首位，作到灵活、好用，不盲目要求先进性，选择实用性强的系列产品，子系统化结构设计，既可满足当前的需要又可为今后系统发展扩展留有余地。

10、系统将具有良好的互联及升级能力，遵循最新的国际标准、国家标准和行业标准，遵循开放的原则。提供相关系统设备的技术标准、术语，以及详细的技术资料和操作文档。系统网络结构便于扩充，以适应今后的建设和发展。硬件平台可升级，当需要时可以通过新的计算机设备同原有计算机设备一起工作以提高系统的处理能力，从而保护原有投资。作为公安部门打击犯罪的技术手段和工具，该系统投入使用后的实用业绩将是衡量系统是否成功的首要标准。另外，系统设计必须尽可能满足用户的使用要求，针对不同的操作使用对象设计用户程序，方便操作人员和管理人员的工作；尽可能地尊重用户单位现有的管理模式和经验，使用户的实际运行惯例得以继承，方便使用；新系

11、统要尽可能利用现有的信息资源，并与之形成一个有机整体，减少使用者的工作强度，减少系统的成本。1.3. 设计依据1公安交通指挥中心建设与发展若干意见公安部公交管1997231号文；2城市公安指挥中心技术系统设备配置建议GA099-1996； 3公安指挥中心报警台GA089-1996；4公安移动通讯网警用自动级规范GA176-1998；5公安计算机信息系统“九五”规划；6民用闭路电视监控系统工程技术规范GB50198-84；7安全防范工程费用概预算编制方法GA/T70-1994；8计算机软件开发规范（GB856688）9电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范（GB5016892）10电业安全工业规

12、程（DL40891）11车辆监测记录系统通用技术条件（公安部标准送审稿）2. 第二章系统功能及性能指标2.1. 系统功能2.1.1. 车辆捕获功能无论在白天黑夜或恶劣天气下，本系统能够捕获经过监测路段的车辆，通过车辆车速在5km/h140km/h范围内时，车辆图像捕获率大于99%。捕获的图像质量清晰可辨。本方案所指的车辆图像捕获率是指：1特写图像中有完整的车头信息，包括完整的牌照和牌照颜色。2全景图像能够清晰辨认车辆类型、车身颜色和所载货物。本系统采用环形线圈检测器作为触发源，利用摄像机对车辆进行捕获抓拍。为了提高本系统的车辆图像捕获率，本系统采用了两项新技术，即：1）增加一台辅助摄像机消除监

13、测区内的视场盲区，对通过车辆用特写摄像机和辅助摄像机同时抓拍；2）利用牌照识别技术自动判别两幅图像中哪一幅图像为有效图像。2.1.2. 车辆图像抓拍功能当车辆以正常速度通过检测区域的时候，系统能够准确地拍摄并输出通过车辆的牌照特写图片和车辆全景图片各一张。牌照特写图片清楚地反映了车辆牌照特征，可以用于牌照自动识别或人工辨认牌照信息；车辆全景图片可以供人工辨认车辆的车型、颜色及所载货物等信息，并且计算机能够自动将车辆通过时间、地点、车速、方向等信息叠加在全景图像上。为了提高系统抓拍图像的清晰度，确保在各种复杂环境（如：雨雾、强逆光、弱光照、强光照、车辆高速运动等）下拍摄出清晰的图片，本方案采用了

14、以下高新技术，即：1根据现场光线的明暗，通过计算机对摄像机的参数进行实时控制；2计算机根据摄像机的参数控制闪光灯进行智能补光。图片采用通用的JPEG图像格式，并以文件方式保存在路段控制机的磁盘上，车辆的其他信息（时间、地点、方向、牌照号、车型、车速）存入本地的数据库并等待上传。2.1.3. 车牌自动识别功能本系统能够对特写图片中牌照进行自动识别，识别内容包括：1牌照类型：(1)02式个性化牌照（GA36.1-2001）；(2)现用92式牌照（GA36-92）；(3)军车牌照；(4)警车牌照；(5)武警车牌照；(6)港澳车内地牌照； 2数字：09十个阿拉伯数字；3字母：二十六个大写英文字母AZ；

15、4车牌颜色：蓝、白、黑、黄；标准中规定的车牌用所有汉字：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、台、港、澳；甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥；使、领、学、试、境、消、边、警、通、林、金、电、挂、拖、农。2.1.4. 车型识别功能系统能够分辨出大型和小型车辆。系统采用车牌颜色和测量的车辆长度结合的方法对车辆进行分型。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，如果是白、黑牌等特种车辆，或者无

16、法判断车牌颜色的情况，我们就利用线圈检测器测量车辆长度来辅助区分车辆的类型。2.1.5. 车辆测速功能本方案通过在一个车道上安装前后两个环形地感线圈测的方法，测量车辆的行驶速度，无论在黑夜或恶劣天气下，车速在120km/h以上时，测速误差小于5%。传统的通过主控机软件计算车速的方法存在与图像抓拍及牌照识别子系统产生冲突的问题，测速精度不高，不能满足实际需要。为了从根本上解决测速精度问题，本系统采用通过独立单片机测速的方案。该子系统直接接受线圈检测器的输出信号，独立计算出车辆的行驶速度，并通过通讯接口将测量结果传输给路段控制机。由于它是独立工作的，成功避免了与路段控制机工作的冲突，大大提高了测量

17、的精度。信息上传功能系统检测的车辆信息数据都是首先保存在本地的数据库中，然后，再根据网络情况依次上传数据。通常，网络通畅的情况下，数据可以保证实时上传到支队中心数据库，保证数据的及时处理，如果遇到网络故障，则数据会暂时保存在本地数据库中，等待网络恢复的时候再上传数据到支队中心。这样，既保证数据能及时传输到支队中心，也保证了在遇到网络故障的时候不会丢失数据。违章超速的车辆信息比非违章车辆的信息优先上传，保证能及时发现并处理违章车辆。2.1.6. 超速、逆行报警功能1、 即时速度超速报警系统通过测速子系统得到车辆的即时行驶速度，若该速度超过限定速度范围，则启动超速报警功能，将超速车牌号上传到控制中

18、心，并记录在超速车辆的数据库名单中，同时通知稽查人员进行处理。2、 平均行程速度超速报警系统将在两个卡口识别出来的车牌号上传到控制中心，通过比对可得到车辆平均行程时间、车辆平均行程速度。若车辆平均行程速度超出限定速度范围或者车辆行驶速度超过限定速度范围，则启动超速报警功能，将超速车牌号记录在超速车辆的数据库名单中，并通知稽查人员进行处理。3、 逆行报警功能在每条车道上，我们前后设计了两个环形检测线圈。因此，我们可以通过判断车辆经过线圈的次序来判断车辆行驶的方向。正常情况下，车辆应该先通过前线圈，再通过后线圈，如果出现后线圈先触发而前线圈后触发，则可以判断有车辆逆行，则系统会抓拍车辆图象，并作特

19、别标识，向中心报警，提示工作人员处理。2.1.7. 信息上传功能系统检测的车辆信息数据都是首先保存在本地的数据库中，然后，再根据网络情况依次上传数据。通常，网络通畅的情况下，数据可以保证实时上传到数据库，保证数据的及时处理，如果遇到网络故障，则数据会暂时保存在本地数据库中，等待网络恢复的时候再上传数据。这样，既保证数据能及时传输，也保证了在遇到网络故障的时候不会丢失数据。违章超速的车辆信息比非违章车辆的信息优先上传，保证能及时发现并处理违章车辆。2.1.8. 数据存储功能捕获的图像（特写、全景）系统可存储80万辆车。当超出80万辆车时，自动对最前面的图片数据依次进行覆盖。本地数据库可将数据保存

20、1个月，违章车辆数据另外保存，可用刻录光盘的方式对图像进行备份。2.1.9. 流量统计功能为满足交通管理的需要，对应每条车道按照用户的要求统计5分钟、15分钟或更长时间的交通参数，如车流量、车型和平均车速等，并存储在单独的数据库中，作为交通状态检测和交通统计分析的数据基础。2.1.10. 自动远程管理功能各监控点能自动从管理中心下载系统参数，如：车辆限制、系统时间、黑名单等。2.1.11. 联网布控功能系统将违章车辆及违法车辆的车牌号记录到相应的稽查名单库中，对每辆通过卡口的车辆进行牌照识别及比对，若该车属于稽查车辆，则实时报警，通知警员处理。2.1.12. 车辆信息查询功能每辆通过卡口的车辆

21、，系统都会在数据库中记录下通过时间、牌照号、车型、车类、收费金额、车辆图片等。根据这些信息可以很容易的查询到过车的信息。2.1.13. 控制机管理功能路段控制机提供管理界面使用户能在路段控制机上对系统进行管理、维护、配置等工作。操作员可以配置系统运行参数，浏览本地数据，查看、检测主要设备的工作状态等等。由于路段设备都安装于公路的某个断面上，现场维护非常不便。因此，我们特别提供远程维护功能。操作员使用有权限的用户名、密码，在控制中心通过网络登陆到路段工控机上就能够对路段系统进行管理，效果就像本地维护一样。这样就大大简化了系统维护的复杂度、节约了系统维护的人力、物力。2.1.14. 断电保护功能针

22、对停电的问题，本系统使用UPS不间断电源的方式进行对卡口工控机进行停电保护。具体工作流程如下：1当市电掉电时，转由UPS的电池对两台工控机供电，此时UPS通过RS232口向其中一台工控机的监控软件发出消息，两台工控机可以通过监控软件的控制，保存文件，退出应用程序，最后关闭Windows处于待机状态。2UPS在设定的延时时间结束后切断对工控机的供电，工控机完全关闭，然后UPS延迟后关闭。UPS保证断电情况下工控机还正常运行一小时后能正常关机。3市电上电后，UPS恢复对工控机的供电，工控机自动启动并正常工作。2.1.15. 故障自动检测及恢复功能系统能定时自动检测主要设备的工作状态，并在上传数据的

23、时候报告设备的运行状态，使支队中心能及时掌握车道设备的工作状态。工控机中设置有硬件看门狗，如果遇到系统因意外而死机的情况，则看门狗会发挥作用，自动重新引导系统，进入工作状态。2.2. 性能指标项目指标车辆捕获率99白天牌照4位字符（含以上）识别率98夜晚牌照4位字符（含以上）识别率95识别时间 100ms车速范围0160km/h测速精度车速在580km/h时，误差3；车速在80120km/h时，误差5；车速在120km/h以上时，误差5；车型识别2种(大、小型)图像采集分辨率768576pixel摄像机水平分辨率520线图片格式JPEG/24bit 彩色图片记录模式全景图片1幅，特写图片1幅本

24、地图片存储容量160万幅 、80万辆车信息系统接口1)10/100M自适应 RJ45网口；2)USB接口；闪光灯寿命1000万次闪光灯平均功耗1W供电电压AC220V 50Hz系统总功耗（不含恒定照明灯）900W环境温度-30 +85环境湿度95平均无故障连续运行时间MTBF20000小时3. 第三章 系统特点3.1. 突破常规的高图像捕获率3.1.1. 常规图像捕获技术存在的问题摄像机视野存在盲区目前通常采用的特写图像捕获技术都是一个摄像机监控一个车道。特写摄像机的主要作用是：1对通过车辆进行监控。该功能要求摄像机视场尽可能大，理想状态是覆盖整个车道；2为牌照识别提供图像。该功能要求图像中车

25、辆牌照尽可能大，也就是说摄像机视场要适当的小。以上两个功能是一对矛盾。为了保证计算机能正确地识别车辆牌照号，要求牌照在图像中的宽度和整幅图像的宽度之比不能小于1/6。通常车道宽度为3.8m，而牌照的标准长度是0.44m，如果摄像机的视场要照顾整个车道(3.8m)，牌照在图像中的宽度和整幅图像的宽度之比为1/8.6，在目前的技术条件下，将无法保证牌照识别的识别率；如果按牌照在图像中的宽度和整幅图像的宽度之比为1/6计算，特写摄像机的视场为2.64m，每个车道存在1.16m的盲区。因此，传统的在一个车道安装一台特写摄像机的方案存在着严重的漏拍问题，抓不到车辆或者抓拍半个车辆的问题大量存在，使整个系

26、统应用价值大打折扣。3.1.2. 漏拍问题解决方案本方案从以下三方面着手解决车辆漏拍问题，使系统的捕获率达到了99的高水平，并已在实际工程中运用。3.1.2.1. 扩大特写摄像机的视场提高系统的捕获率，首先应考虑在保证识别率的情况下，尽量提高单个摄像机的视场。目前国内牌照识别的水平，牌照/视场的比例通常在1/4左右（监控视场约176cm），我们科研人员经过长期地潜心研究，不断地改进软件算法，使牌照/视场比例达到了1/6（监控视场264cm）。该比例较好地兼顾了牌照识别和监控范围的需要，既保证了非常高的牌照识别率，同时也获得了较大的视场。我们的产品大量投入到工程实践中，得到了广大用户一致的好评，

27、认为我们的产品既实现了高水平的牌照识别率，又能实现较大的监控视场。尽管目前我们单个摄像机的视场宽度已经做的比较大了，但是，还是不足以监控到整个车道，因此，我们采用下面办法实现对整个车道的监控。3.1.2.2. 使用辅助特写摄像机覆盖视场死角为了解决车辆漏拍问题，在本方案中，我们采取了特别的措施，来保证特写摄像机能够监控到整个车道的范围。具体以双向四车道举例，我们在每一个行车方向上加装一台特写摄像机，我们叫做中间辅助摄像机，安装位置在两个车道的中间。这样，一个方向有三台摄像机用于牌照识别，三台摄像机的视场范围相互有些重叠。重叠的宽度为一个牌照的宽度。因此，从理论上来说抓拍车辆特写照片时，总有一台

28、摄像机能够将牌照完整地拍摄下来。摄像机的视场、位置经过仔细调试后漏检的可能性非常小，最大限度地做到了过往车辆的全记录。这样，我们为解决车辆漏检问题提供了硬件保证。在车辆通过检测区域的时候，系统会启动对应的特写摄像机、中间辅助摄像机和全景摄像机对车辆拍摄三幅图像。根据前面所将内容，车辆必然会被两台特写摄像机中的一台拍摄下来。因此，后续工作就是采用图像识别算法将有效的牌照特写图像判别出来。3.1.2.3. 使用图像识别技术判别有效的牌照特写图像然而，仅仅考虑摄像机视场覆盖问题还不足以解决车辆漏拍问题。因为，每辆车经过的时候都要拍摄两幅牌照特写图片和一幅全景图片，计算机必须自动判断两幅特写图像中哪一

29、幅图像是有效图像（含牌照）。本方案采用图像识别技术对两幅图像进行牌照识别，计算机自动选择一幅有完整牌照的图像，成功地解决了有效图像地判断问题。本方案解决漏拍问题的技术关键是：l 在两个同方向的车道的中线上加装一台辅助特写摄像机，使视场覆盖整个车道；l 每辆车拍摄两幅牌照特写图像和一幅车辆全景图像；l 应用优秀的牌照识别技术比较两幅特写图像的牌照识别效果，选择一幅含有完整车辆牌照的有效特写图片。压中线行驶车辆特写图片（实景） 压中线行驶车辆全景图片（实景）3.2. 成像清晰从治安卡口的工作性质考虑，系统不但要有高图像捕获率，还必须抓拍到清晰的图像，作为事后查询和违章处罚的依据。本系统安装在户外，

30、成像质量受天气、光线变化及夜间车大灯影响较大，要保证系统全天候、24小时的正常运行，必须解决各种光线条件下成像问题。3.2.1. 恒定辅助光源存在的问题要使摄像机成像清晰，必须在环境光照不足的情况下使用辅助光源进行补光。通常，辅助光源可以选择恒定照明灯或者闪光灯，或者两者同时使用。采用恒定照明灯作为辅助光源的方案，虽然常用性好，在习惯上容易被接受，但无法解决夜间高速运动车辆成像清晰的问题。因为，为提高图像的亮度，在环境光线不足的情况下，需要降低快门速度来提高摄像机的进光量，但是，为了使高速运动的汽车成像清晰，就要将快门速度限定在比较快的水平上，这是在采用恒定光源方案下难以解决的矛盾。3.2.2

31、. 采用摄像机实时控制与智能补光相接合技术解决图像清晰度问题本方案采用计算机对摄像机实时控制并反馈控制智能闪光灯智能补光的技术，成功解决了夜间高速运动物体清晰成像的难题。智能闪光灯是专门为卡口成像系统开发专用光源，由计算机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。本系统采用的智能闪光灯发光时间短，脉冲时间仅为普通照相机闪光灯的1/10；亮度高，色温高达5600K，图像色彩还原性好；长寿命，其寿命可达到1000万次；闪光频率高，每秒闪光10次。因此，使用闪光灯成像质量有保证，而且节省能源、质量可靠。为了能精确控制闪光灯工作和摄像机的拍摄时机，我们对摄像机进行了二次开发

32、，加入了我们自己研发的专用控制电路（如下图）。该电路控制闪光灯的开启，在闪光灯开启的瞬间，它也控制摄像机拍摄时机，精确控制它们之间的工作时序，从而拍摄出理想的图像。经过二次开发的摄像机改造摄像机的意义很重要，如果不能完全控制摄像机，即使加上闪光灯对改善成像质量也毫无用处。因为，闪光灯的闪光时间持续非常短（毫秒级），摄像机如果不能精确配合，错过闪光时间的话，那么对它来说就好像没有用闪光灯一样，拍摄的图片一样漆黑！还有，闪光灯应该根据环境照度的情况使用，不能在任何时候都使用闪光灯，这也需要该控制板来控制。在白天环境照度好的情况下，闪光灯是不会工作的，只有在夜间或者恶劣气候条件下，环境照度非常低的情

33、况下才开启闪光灯。同时，拍摄的图像不能暴光不足而发黑或者暴光过度而引起图片发白，要使图像暴光正常需要有一套复杂的暴光控制算法，这些复杂的控制，我们采用软硬结合的方法获得了良好的解决。3.2.3. 小功率恒定照明灯的应用同时，考虑到照明以及全景动态视频的需要，我们在一个方向的行车道上设计有一盏小功率（150W左右）的照明灯。在夜间，恒定照明灯采用光敏控制器，自动根据环境光线控制照明灯的开关。恒定照明灯在改善夜间全景动态视频的亮度的同时，还具有缓解闪光灯对司机影响的作用。由于闪光灯和恒定照明灯是安装在一个杆子上，光束的方向也一样，所以，闪光灯开启的时候，过往司机基本感觉不到，消除了闪光灯对夜间司机

34、驾驶的可能的不利影响。另外，通过控制闪光灯的安装角度，也能减少闪光灯对司机的影响。本系统采用的智能闪光灯通过了公安部交通安全产品质量检测中心检测，证明对人眼没有明显影响。本方案成像清晰的技术关键：l 采用二次开发的专用摄像机，精确控制闪光与拍照之间的工作配合；l 使用软硬结合的方法控制图像的暴光；l 使用小功率恒定照明灯改善夜间动态视频图像的亮度，缓解闪光灯可能的不利影响。普通摄像机采用恒定光源补光拍摄的图像效果专用摄像机采用智能补光技术拍摄的图像效果晚上牌照特写图片 晚上车辆全景图片白天牌照特写图片 白天车辆全景图片3.3. 牌照识别率高本方案采用的牌照识别技术是由成像、牌照识别算法、辅助光

35、源三方面的综合解决方案。全天候的、清晰的成像质量是牌照高识别率的保证，先进的牌照识别算法最终实现了牌照的高识别率。牌照识别通常要包括以下几个步骤：l 牌照定位；l 牌照的前景、背景判别；l 牌照的旋转和边缘切割；l 牌照字符校正和字符切分；l 片牌照字符识别这些步骤包含了数字图像处理、人工智能、神经网络等计算机科学的前沿领域。识别过程也包括了一个智能学习过程，它能不断地学习辨识字符，增强识别能力。我们的牌照识别产品能够可靠识别符合“GA36-92”（92式牌照） 和“GA36.1-2001”（02式新牌照）标准的民用车牌照和军车、警车、武警、港澳等特殊牌照的汉字、字母、数字、颜色等信息。同时，

36、对于污损、倾斜、倒挂等牌照也能较好的解决。我们的牌照识别技术经过多年的研究，而且经过了大量工程实践的检验，所以，我们的牌照识别技术是经得起时间的考验，真正实用化的高新技术。综上所述，牌照识别的技术优势是:l 全天候成像质量高。采用专用摄像机和智能闪光灯抓拍高质量的特写图像；l 识别车牌类型全。能够识别02式个性化牌照（GA36.1-2001）、现用92式牌照（GA36-92）的民用车牌照以及军车、警车、武警、港澳等特殊牌照的汉字、字母、数字、颜色等信息；l 具备自我学习能力，不断改善识别效果；l 能够很好地处理污损、倾斜、倒挂等各种不规则的牌照“02式”个性化车牌照警车牌照识别普通大型车牌照的

37、识别普通小型车牌照的识别武警车牌照的识别军车牌照的识别港澳车牌照的识别夜间普通小型车牌照的识别夜间普通大型车牌照的识别夜间警车牌照的识别污损车牌照的识别倒挂车牌照的识别倾斜车牌照的识别4. 第四章 系统设计方案由于本次标的的路段类型不一，有双方2车道、4车道和6车道，本章如不特别说明，默认以双方4车道的路段情况为例进行阐述。交叉口的4个方向12车道的情况将有另外的阐述。4.1. 系统结构本系统由车辆检测、速度计算、图像抓拍与识别、成像控制、信息管理、通讯六大功能子系统组成。4.1.1. 网络拓扑图网络拓扑图描绘了本系统在联网情况下，治安卡口系统在整个系统中的位置以及联接方式。接入网可以采用光纤

38、或者专网的方式就近接入公安网。本图只绘制了一个卡口，其他卡口的联接情况与此相同。4.1.2. 系统设备布局图设备布局图分俯视图和侧视图，各种路段的俯视图有所不同，下面分开描述；侧视图各路段基本一致，以双方四车道为准。4.1.2.1. 现场布局侧视图4.1.2.2. 现场布局俯视图双向2车道设备布局俯视图双向4车道设备布局俯视图双向6车道设备布局俯视图4方向12车道交叉口设备布局俯视图4.1.2.3. 现场布局图实例(1) 现场示意图(2) 现场照片T型立杆倒L型立杆室外机柜正面及背面智能闪光灯及抓拍单元线圈实例4.1.3. 系统设备连接示意图系统设备联接示意图，描绘了系统主要设备之间的逻辑联接

39、关系。文中仅对一个方向的设备联接进行了描绘，另一方向类同。4.1.3.1. 双方2车道设备连接图注：主要设备配置：工控机1台全景摄像机1台特写摄像机2台闪光灯1个恒定灯1个图像采集卡3块。4.1.3.2. 双方4车道设备连接示意图注：主要设备配置：工控机1台全景摄像机1台特写摄像机3台闪光灯2个恒定灯1个图像采集卡4块。4.1.3.3. 双方6车道设备连接示意图注：主要设备配置：工控机1台全景摄像机1台特写摄像机5台闪光灯3个恒定灯1个图像采集卡4块。4.2. 工作原理本系统主要工作流程如下：4.2.1. 当车辆通过检测线圈时，车辆检测子系统检测到车辆通过，并向工控机和车速测量子系统同时输出触

40、发信号；4.2.2. 车速测量子系统计算出车辆行驶速度、车辆长度和行驶方向，并向工控机输出计算结果；4.2.3. 同时，抓拍与识别子系统发送抓拍指令给成像与控制子系统，然后再由抓拍与识别子系统采集车辆图片，并识别车辆牌照信息；4.2.4. 车辆信息管理子系统接收图片、牌照、车速、车长等信息，进行判断、报警、存储等工作；4.2.5. 通信子系统将处理过的车辆信息（时间、地点、图片、牌照、车速、车型、报警信息等）通过适当手段传输到指定地点。4.3. 各功能子系统功能的实现4.3.1. 车辆检测子系统本系统采用地感线圈检测车辆。车辆检测系统由地感线圈、线圈检测器组成。每个车道前后埋设两个线圈，其中，

41、前线圈称“测速线圈”，后线圈称“抓拍线圈”。线圈有“V”形切口的一边面向来车方向。实践证明，这种线圈形状有利于提高线圈的灵敏度，减少误触发。线圈的外形及尺寸如图所示。车辆检测器的输出信号分两路，分别提供给识别工控机和车速车长测量子系统。识别工控机负责采集图片和识别牌照信息。车速车长测量子系统负责计算车速和车长。4.3.2. 车速测量子系统车速测量子系统由专用单片机组成。它独立于其他系统，专门用于测量车辆行驶速度和车辆长度。单片机接收车辆检测器输出的信号，计算车辆经过两个线圈之间路程的时间和压线圈的时间，然后再根据两线圈之间的距离，计算出车辆行驶速度和车辆长度。最后，通过串口将计算结果传送到识别

42、工控机。采用独立的硬件测量有利用提高测量速度、车身长度的精度，简化识别工控机的工作流程。独立的车速测量子系统测速模块工作原理示意图4.3.3. 成像与控制子系统成像与控制子系统由专用摄像机、智能闪光灯、恒定照明灯组成。在本系统的最优配置中，每个行车方向设计有4台摄像机，其中三台为牌照特写摄像机（两台特写摄像机和一台中间辅助摄像机）和一台全景摄像机。这种设计是我公司为解决车辆漏检问题而特别安排的，配合先进的图像识别技术，可以实现99的车辆捕获率。摄像机的视场示意图如下图所示。可以看到，三台牌照特写摄像的视场相互至少有1个牌照宽度（44CM）的重合，它们的视场结合起来就覆盖了整个车牌可能出现的地方

43、。在抓拍图像的时候，系统对每辆车至少要采集两幅牌照特写图片：对应主道的特写图片和中间的辅助图片，然后，由图像识别软件自动选择一幅牌照特写图片输出。选择图片的标准是根据识别结果来选择的，哪幅图片识别结果好就输出那幅图片。这种选择标准是符合人的习惯的。在采集牌照特写图片的同时要采集一幅车辆全景图片。通常，特写摄像机要求牌照宽度和视场宽度比不小于1：6，因此，每个特写摄像机的视场宽度大约是264CM。具体的视场覆盖范围视车道宽度和现场情况需要作调整。闪光灯由专用摄像机控制，在环境照度不够的情况下，摄像机执行精确的控制指令控制闪光灯打光，图像采集卡同时配合采集图片，这样保证了在任何环境下本系统都能拍摄

44、到理想的图片。闪光灯安装在6米的高度，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，本方案在每个行车方向上安装有一台高效的金属卤素照明灯，功率仅为150W。摄像机视场示意图4.3.4. 抓拍与识别子系统抓拍与识别子系统由识别工控机、图像采集卡、I/O卡、牌照识别软件及户外机柜组成。识别工控机收到车辆检测器输入的信号后，发出指令给摄像机拍摄图片，然后，模拟视频输入信号由图像采集卡转换为数字信号供牌照识别软件处理。在牌照识别完成后，由单片机负责测量的车速、车长数据也已生成，并汇总到了识别工控机

45、。工控机最后将所有车辆信息（时间、地点、牌照号、图片、车速、车长）都传输给通信机处理。本方案选用了全国一流的牌照识别技术。系统能识别的牌照如下：l 牌照类型： 02式个性化牌照（GA36.1-2001）； 现用92式牌照（GA36-92）； 军车牌照； 警车牌照； 武警车牌照； 港澳车内地牌照； l 数字：09十个阿拉伯数字；l 字母：二十六个大写英文字母AZ；l 相关的车牌用汉字： 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、台、港、澳； 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申

46、、酉、戌、亥； 使、领、学、试、境、消、边、警、通、林、金、电、挂、拖；l 车牌颜色：蓝、白、黑、黄；车辆的高捕获率配合高牌照识别率，大大提高了本系统的应用价值。4.3.5. 数据管理子系统数据管理子系统由包括车辆信息处理软件、设备检测软件、远处管理软件客户端组成。 他们负责管理管理车辆信息、系统设备控制与管理、以及与支队中心的通讯。车辆信息管理系统程序主界面4.3.6. 配电及安全子系统配电及安全子系统由稳压电源、UPS、过载保护装置、漏电保护装置、防雷装置、接地装置组成。卡口系统采用220V交流电源，所有的设备供电都经过了用电安全装置（稳压、UPS、过载、漏电），保证用电及设备的安全。各类设备都能单独控制供电，维护方便。摄像机防护罩、闪光灯、立柱、机柜等室外设备设计都充分考虑到了放水、防尘需要。在立柱上还安装有避雷装置，防止雷电破坏。系统可以运行于无人值守状态下，在系统掉电后可以自引导进入工作状