移动高清电子警察(便携式)方案.doc

移动高清电子警察技术方案 安畅移动高清电子警察系统技术方案 哈尔滨新中新电子股份有限公司联系电话ttp:/第一章 系统简介及工作原理第一节 系统简介本系统利用工业级高清摄像机通过视频采集卡或者IEEE1394接口连接到控制主机，智能测速雷达通过RS-232串口通讯方式连接到控制主机，核心识别模块对采集到的图像信息进行逐帧处理并输出号牌号码、号牌颜色和车辆流量等计算结果，同时控制主机动态返回测速雷达的计算结果。该系统提供了用户可自行设置的测速参数、号牌识别参数、抓拍控制参数等，具有自动控制和手动控制抓拍多线程处理的功能，并能实现实时打印和信息传送。该产品是结合了视频压缩技术、图像识别技术、无线网络技术、卫星定位与电子地图技术的高科技产品，主要适用于移动或者静止状态下的道路违章监测、号牌识别、物体追踪、车辆定位、交通导航、网络通讯以及各类车辆档案查询等方面的应用。一、系统主要特点系统通过独有的视频触发技术捕捉车辆图像，识别快速准确；号牌识别速度快，准确率高，自动与车辆主库、车辆黑名单库进行比对，发现超速、黑名单车辆自动声音报警；通过无线网络通信与控制中心进行数据交换和远程控制；可与车驾管数据库相联,查询违法车辆基本信息；可对违法车辆设置卡口，不接受处理不能办理车辆过户、转籍、补证、年检等业务；系统可灵活拆卸，易于保管；具有同向和逆向、运动和静止、自动和手动等简捷实用的组合测速抓拍方式；选用雷达为当今最先进的双通道连续波测速雷达，雷达反应时间（采样和计算时间）小于100ms，可对同向、对向车辆以静态、动态两种方式进行测速。二、产品应用领域本系统可广泛应用于高速公路的超速抓拍,城市车辆的违法逆行、压黄线、违停等抓拍，并可对假牌、套牌、黑名单车辆（即违法未交罚款、未年检、肇事逃逸等所有有问题的车辆）进行稽查。它具有广阔的市场应用前景，巨大的社会效益和经济效益。第二节 系统工作原理一、号牌识别号牌识别技术是一个以特写目标为对象的专用计算机视觉系统，它能使计算机像人一样认识车辆牌照，包括车牌颜色、汉字、字母、数字等。号牌识别主要包括图像灰度拉伸、牌照定位分割、二值化、字元切割、字元识别等5个模块。在识别之前，先把字元图像归一化成相同大小的图像。由于汉字的分辨率太低，笔画又多，采用灰度图像输入，而字母、数字则是在二值化的基础上提出投影距离、投影直方图、矩、区域密度、轮廓线特征系数等特征，并经过归一化之后进行模式识别。对一些形状类似的字元，比如：Q、O与D，B与8等，采用模式识别技术达不到理想的效果，所以还要进行后续的结构分析，以提高字元的识别率。图像灰度拉伸：在光线强度不够的情况下，牌照上背景与字元的对比度较小，从而边缘纹理不太明显。为了便于分割牌照，采用图像灰度拉伸算法，适当加强牌照上的对比度，同时在一定程度上抑制成像系统产生的噪声。牌照定位分割：本系统采用基于纹理分析的牌照分割方法。在汽车牌照中，一般有7个以上字元，并且背景与字元有一定的灰度差别，使得牌照区域具有比较多的边缘。根据定义的牌照基元进行纹理匹配，完成牌照的初步定位。由于无效字元及噪声的影响，会得到一组牌照的可能区域，需要进一步的纹理匹配，否定干扰区域和伪牌照。此时，基元之间的间距、牌照的长宽比、基元的大致数目、长度范围等都是一些重要的参量，可以用来防止车前印有“安全驾驶”、“ISUZU”等干扰字元的误分割。定位分割后根据牌照颜色和牌照结构等信息分类为标准车牌、公安车牌、武警车辆、军队车牌、农用车牌、港澳车牌等。下面列举一些常见车牌模板： 标准车牌1 标准车牌2 标准车牌3 公安车牌 武警车牌 军队车牌二值化：牌照图像的二值化是处理与识别图像中关键的一个步骤，效果的好坏直接影响到后续工作。在光线弱的情况下，特别在夜间汽车前灯开启时，牌照图像的光照程度很不均匀，牌照字元与底色对比度偏低，所以只能采用动态阀值法。目前一些动态门限分割法，由于其性能的限制，没有获得实际的应用。本系统的二值化算法采用了Marr算子，用算子对图像做卷积运算。在我国的现行牌照中，最多的是黄底黑字（大型汽车）、蓝底白字（小型汽车）。在灰度图像中，黄黑字的字元灰度比背景低，而蓝底白字则字元的灰度比背景高，二值化之后黑白正好相反。所以在处理过程中，要做反色处理统一结果。字元切割：系统的字元分割算法是以垂直投影、字元间距尺寸测定，字元的长度比、轮廓分析技术的组合为基础的。由于二值化的原因，可能会产生粘连、断裂的字元。要根据牌照的大致宽度，结合各字元的轮廓，利用分割、合并的方法正确的分割字元、采用一个目标函数搜索合并字元内的各断裂点是一种行之有效的方法。该目标函数是垂直投影函数二次差分的比率，分割目标函数的最高值看作是可能出现的断裂点。字元识别：目前，光字符识别OCR技术已经达到了一定的水平，但汽车牌照的字元识别与OCR系统的识别相比，虽然它的字元集小，但是字元模糊，受环境的影响大。所以，相对来讲，牌照字元的识别难度更大。在识别之前，先把字元图像归一化成相同大小的图像。由于汉字的分辨率太低，笔画又多，采用灰度图像输入，而字母、数字则是在二值化的基础上提出投影距离、投影直方图、矩、区域密度、轮廓线特征系数等特征，并经过归一化之后进行模式识别。对一些形状类似的字元，比如：Q、O与D，B与8，T与7等，采用模式识别技术达不到理想的效果，所以还要进行后续的结构分析，以提高字元的识别率。二、视频检测系统通过独有的高清视频检测技术配合雷达对违法车辆进行检测，从而保障所有抓拍图片内均有车辆图片，使得抓拍证据充分、真实有效.三、可对超速车辆进行实时抓拍系统能自动接收雷达设备发送的超速信号，并自动抓拍超速车辆图片，将有关超速车辆信息（时间、地点、超速值、车牌号码）直接存入电脑的硬盘数据库中。同时，系统可从识别结果来区分大型车辆和小型车辆，根据客户设定的小型车和大型车的超速值分别进行处理。四、其它违法行为抓拍监控参考新中新*安畅闯红灯、卡口、违停、逆行、压线等抓拍系统的技术方案。第二章 系统组成系统组成：该系统主要由工业级高清摄像机、雷达测速仪、笔记本电脑、CDMA调制解调器、固定支架、逆变电源及抓拍系统管理软件等构成。第一节 系统硬件构成一、雷达测速仪二、高清摄像机型号：XZX-HA-N1/2英寸COMPUTAR镜头25mm 1:1.4 具有清晰度高，分辨率可达200万像素 千兆网接口 标准镜头接口 软件控制图像窗口无级缩放 同步方式：外触发（可编程曝光、电平曝光）、软触发 体积小、重量轻、高分辨率、高精度、高清晰度、低噪声、色彩还原好 图像性能稳定，所有摄像机均经过长时间、高温测试 软件调整增益、对比度 可控电子快门、全局曝光、无需附加机械快门 ；具有动态抗逆光、背景光自动补偿、白平衡自动调整；三、笔记本电脑生产厂商：DELL 型号：DELL630性能：显示屏尺寸：14.1英寸宽屏高亮笔记本处理器：Intel Core 2 Duo T7100，笔记本芯片组Intel965GM，笔记本主频：1800MHz标准内存容量：1000MB硬盘容量：120GB光驱类型：COMBO显卡芯片：NVIDIA Quadro NVS 135M四、车牌补光灯 生产厂商：国内 型号：XZX-LED 性能：有效峰值光强 100,000cd 光感亮度 1002000Lux（可调）光源寿命 20万次环境温度 -40+75外形尺寸（mm） 220220323密封等级 IP65每个特写摄像机配置一套LED定向补光灯，以提高在照度不足情况下特写号牌图片的清晰度，同时亦可增强摄像机已具备的强光抑制功能，可有效避免夜间造成的对司机驾驶影响每只功率5W。辅助光源设备有良好的防水、防尘功能，能适应长时间野外工作的要求，在各种天气条件下能正常工作，使摄像机能清楚地拍摄到车辆号牌。第二节 抓拍系统管理软件一、系统运行环境1、系统的硬件环境：CPU ：Intel 酷睿II双核 T5500；标准内存容量：1000MB；硬盘容量：120GB；2、系统的软件环境：操作系统选用嵌入式操作系统。数据库管理系统选用目前较为流行的ORACLE9i数据库，该系统具有完全的客户机/服务器体系结构、隐含的并发控制能力和多线程并行处理能力。作为一个高性能的关系数据库管理系统，它能够满足系统的需要。二、参数及特殊设置 系统参数设置窗口 特殊设置窗口系统参数设置窗口说明：串口序号：选择通讯串口序号“COM1COM9”；道路限速：抓拍路段车辆速度限制值；抓拍上限：软件自动抓拍的速度上限；执法地点：填写或选择执法地点；执法类型：选择抓拍的类型，主要有超速、逆行、禁行、压行、卡口和多种类型综合抓拍等模式；录像设置：选择“录像功能禁止”、“录像功能开启后只对违法车辆录像”或“录像功能开启后持续录像”；存储目录：设置抓拍图片的存储路径；黑名单：可对黑名单车辆进行录入、修改、删除、导入、导出等管理；取景范围：选择抓拍取景的实际范围“4米20米”，一般为6米；三、移动高清电子警察抓拍软件主界面 抓拍区域设置窗口 自动压线区域设置窗口抓拍区域设置：设置“左下角坐标X”和“左下角坐标Y”以及“区域宽度”和“区域高度”自动压线区域设置原则为：将压线触发检测区域设置在黄线上，宽度略大于黄线宽度，倾斜方向与黄线方向一致。四、交通信息查询窗口 交通信息查询窗口该窗口下，可按时间或抓拍地点对所抓拍图片进行查询，并可批量导出至指定目录，或通过FTP批量上传至服务器。五、下载设置（指挥中心布防车辆管理软件）设置系统中需要公安部黑名单数据库接口的数据库的参数，按规定初始化整个系统。在主界面上可以对现场处罚软件进行一系列操作。六、现场处罚界面七、号牌识别系统本系统采用车牌识别技术作为核心技术，自动抓拍功能。系统能正确识别时速不超过2400km/h的汽车号牌，号牌的识别率为97%以上；系统采用了大量的计算机图像处理和模式识别技术。其中有基于多分辨率纹理分析和模糊算法的快速车牌定位分割技术；多帧图像实时融合去模糊技术；连续多帧图像识别结果的置信度判决技术等关键技术，独特创新，领先于国内其它公司。号牌识别过程介绍如下：本系统采用自适应综合光强控制算法，通过与系统最终性能车牌识别率和识别正确率直接相关的车牌图像区域的图象质量作为设计的根据，建立物理控制模型和数学特征控制函数，实现对摄像头+视频采集卡的自适应综合控制，从而获取质量较好的车辆图片。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：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、字符定位和分割，然后采用多帧识别技术再进行字符和汉字的识别。第三章 系统功能及性能指标第一节 系统基本功能自动测速功能；视频采集功能；多种违法行为抓拍功能（包括卡口、超速、逆行、跨压双实线、压黄线、违行、违停、布防黑名单等）；车牌自动识别功能；独立的硬盘录像功能，可进行事件辅助录像或实时监控录像，并可与抓拍功能同时使用；齐全的黑名单布防管理功能；全套的现场处罚功能；完善的违法数据管理及查询功能；系统采用支架式结构，安装、拆卸比较灵活，车外可灵活地支撑在平地上，车内在不对车体做任何改装的前提下，支撑在副驾驶或后排座位的空地上；可设置车牌识别区域位置；监控及抓拍的方向、范围、远近可灵活调节；自动抓拍可与手动抓拍共用；可设置违法图片的保存形式（如图片的抓拍张数、图片的分辨率、图片的压缩程度等）；可单独作为一台移动式硬盘录像机使用；可抓拍的违法行为种类多，设置灵活；完善的车载电源解决方案；美观实用的笔记本放置及工作平台。第二节 特殊功能一、一机多能本系统除了可实现抓拍超速违法行为外，还可实现抓拍闯红灯、卡口、违停、违法掉头、逆行、及不按照车道行驶等交通违法行为。系统可根据实际需求，可方便地更改为上述抓拍功能。本系统的一机多能在国内处于领先地位。二、交通信息检测系统中已集成了视频交通信息检测器的功能，使其不但具有违法抓拍功能还可通过网络向指挥中心提供实时交通信息如车速、车流量，占有率，交通密度等。三、事件触发视频录像功能系统能够在违法事件发生时触发短时录像，并可传输到处罚中心。能够记录录像的时间、地点。违法事件触发录像与抓拍到的违法图片相对应，可在后台管理软件中方便地进行查询和回放，为有争议的处罚提供更有效的事实证据。系统中加入了Mpeg4或H.264视频编码压缩标准的视频录像功能，可以在监测、抓拍违法车辆的同时利用全景摄像机兼做视频监控，采用循环覆盖方式保存全景视频图像时间不少于10天（标配80G硬盘）。实时连续录像数据平时可保存在本地硬盘中，一旦路口发生交通事故，可通过录像回放来确定事故责任并提供法律证据。另外该录像功能可通过网络将实时视频回传到处罚中心并可提供交通流量信息。四、系统安全、嵌入式系统操作系统采用基于工控机的嵌入式系统，具有系统保护和系统自恢复功能，可有效防止计算机病毒和黑客的恶意攻击。提高了系统安全性和稳定性。系统设计有监控单元，可实现软硬件双重监测保护，当系统软件运行出现问题时可对系统进行复位，使软件恢复运行。一旦软件监测系统失灵，硬件监测系统可使整个主机系统复