高清视频检测复合型电子警察系统.doc

高清视频检测复合型电子警察系统高清视频检测复合型电子警察系统 技术设计方案技术设计方案 云南金隆伟业电子有限公司云南金隆伟业电子有限公司 YUNNANJINLONGWEIYEYUNNANJINLONGWEIYE EIectronicsEIectronics co LTDco LTD 20122012 年年 1 目目 录录 一 系统概述一 系统概述 3 3 1 概述 3 2 设计原则 4 二 系统功能特点二 系统功能特点 5 5 1 系统描述 5 2 系统功能 5 2 1 电子警察功能 5 2 2 综合违章抓拍功能 5 2 3 卡口功能 5 2 4 流量统计功能 5 2 5 数据异地备份功能 5 2 6 曝光控制功能 5 2 7 夜间自动补光功能 6 2 8 断电恢复及断点续传功能 6 2 9 远程控制功能 6 3 系统特点 6 3 1 嵌入式系统架构 6 3 2 视频车辆检测及视频红灯信号检测 6 3 3 高速准确的号牌识别 6 4 系统前端设置 7 4 1 检测区域设置 7 4 2 信号灯设置 7 4 3 信号灯检测线设置 8 4 4 视频输入参数设置 8 4 5 交通检测扩展参数设置 9 4 6 事件检测配置 9 4 7 录像回放 10 4 8 历史事件查询 10 三 系统优势三 系统优势 1111 1 高可靠性 11 2 高适应性 11 3 高速数据处理 11 4 高性价比 11 5 高开放性 12 6 安装维护简便 12 四 系统构成及工作原理四 系统构成及工作原理 1313 1 系统构成 13 1 1 系统架构图 13 2 1 2 路口前端设备架设图 14 2 系统工作原理 14 2 1 闯红灯抓拍 14 2 2 综合违法抓拍 16 2 3 卡口抓拍与车牌识别 19 2 4 系统实拍图片 20 五 系统技术指标五 系统技术指标 2525 1 设备性能指标参数 25 2 综合违法抓拍性能参数 25 3 卡口应用性能指标参数 26 六 系统设备清单六 系统设备清单 2727 七 系统核心设备介绍七 系统核心设备介绍 2828 1 网警 高清摄像机 AG 200IC HD 28 1 1 技术参数 28 1 2 技术特点 29 2 网警 嵌入式视频检测仪 AG 200IC VD 29 2 1 技术参数 29 2 2 功能 30 附录附录 A A 系统设计依据 系统设计依据 3232 3 一 系统概述一 系统概述 1 1 概述 概述 随着我国国民经济的持续快速增长 城市机动车辆保有量及道路交通流量大幅增加 使 城市交通日益拥挤 在城市交通的关键点 道路交叉口 由于汇聚了多个方向的交通流量 加上等待红灯的时间损失 机非混行等因素 成为城市路网中交通拥堵发生的重点地段 而 车辆闯红灯等违法现象 更是加剧了路口的拥堵 并成为引发道路交通事故的主要诱因之一 为有效地查处闯红灯行为 改善城市交通环境与安全 提高道路交通管理的自动化水平 金隆伟业公司在基于对数码相机和视频摄像机的充分了解下 经过对数码相机控制和视频控 制的巧妙技术融合 采用先进的计算机控制和网络技术 CCD 及 DC 成像技术 于 2005 年底 成功开发出具有自主知识产权的一体化高清抓拍设备 网警网警 高清一体抓拍摄像机高清一体抓拍摄像机 并以 此设备构建高清闯红灯自动记录系统 以下简称系统 系统对每个违法闯红灯行为提供 3 张高达 200 万像素 1616 1232 的违法图片 且 每张图片都能够清楚反映违法信息以及执法依据 停车线 红绿灯 车牌号码等要素 3 张连续的图片即可反映车辆的违法过程 为惩治交通违章行为提供强有力的证据 系统同时 可对逆行 违章变线 不按导向行驶 禁左 禁右等综合违法行为进行抓拍 该系统已通过 国家公安部交通安全产品质量监督检测中心检测 符合最新的 闯红灯自动记录系统通用技 术条件 GA T496 2009 标准 系统同时可对通过路口的所有车辆进行卡口抓拍 记录所有通行车辆的信息 识别其车 牌号 卡口抓拍符合最新的 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件 GA T497 2009 标准 系统前端由图像采集单元 检测抓拍单元 数据存储单元 补光单元以及网络传输单元 组成 后端主要由系统应用管理软件 管理计算机 彩色打印机组成 4 2 2 设计原则 设计原则 1 实用性原则 方案设计在满足用户对电子警察系统的技术要求和使用要求的情况下 充分考虑系统的 实用性 使系统的功能尽可能地完善并充分加以利用 2 可靠性原则 系统设计 设备选型 施工及调试等环节都将严格贯彻质量条例 完全满足系统的招标 要求 符合国家及行业的有关标准 确保系统能够长期稳定 可靠安全地运行 3 先进性原则 在系统设计和设备选型方面 在考虑系统的实用性前提下 尽量采用国际上先进的视频 图像与数字通讯技术 确保系统在国内的领先地位 4 开放性原则 为了便于用户的使用 系统将公开各种通讯协议接口 5 经济性原则 在满足以上各个原则的基础之上 同时应考虑系统建设的经济成本 力争提高系统的性 价比 6 可操作性原则 系统应操作简便 人机界面友好 易于维护 7 安全性原则 系统具有防计算机病毒的能力 有较强的抗干扰能力 同时还具备数据备份停电后自动 恢复功能 系统还为用户提供用户等级及操作权限 减少人为因素对系统的不必要干扰 5 二 系统功能特点二 系统功能特点 1 1 系统描述 系统描述 系统是我公司基于高性能 DSP 嵌入式平台开发的具有自主知识产权的专用高清视频流电 子警察设备 采用我公司独有的智能视频分析专利技术 通过车牌与车辆轮廓双重校验机制 可对视频图像中的所有目标车辆进行检测 锁定 跟踪 并精确描述其运动轨迹 产品内嵌 的软件包含了视频采集 图像预处理 车牌定位 车牌识别 车牌跟踪和车牌对比 图像压 缩 数据传输等模块 完全固化在电子芯片中 具有极高的稳定性 2 2 系统功能 系统功能 2 2 1 1 电电子子警警察察功功能能 该系统具有先进的视频检测功能 可以对图像中的红绿灯信号做识别 同时自动匹配对 应车道 当车辆闯红灯时 系统能够抓拍 3 张图片作为处罚的证据 分别为压线前一张 压 线中一张 压线后一张 并自动对车牌信息进行识别和输出 2 2 2 2 综综合合违违章章抓抓拍拍功功能能 本系统能够自动识别车辆闯红灯 压线行驶 逆行以及借道行驶等 当车辆发生上述违 规事件时 系统能够自动抓拍图片作为处罚的证据 并自动对车牌信息进行识别和输出 2 2 3 3 卡卡口口功功能能 本系统能够自动识别记录所有通过车辆信息 2 2 4 4 流流量量统统计计功功能能 系统具备按车道提供流量统计的功能 2 2 5 5 数数据据异异地地备备份份功功能能 前端获取的违法数据在本地存储 并通过网络实时地传输到中心 中心也可通过图像下 载软件进行远程下载 2 2 6 6 曝曝光光控控制制功功能能 系统支持自动快门 自动光圈 自动增益控制等自动曝光控制功能 6 2 2 7 7 夜夜间间自自动动补补光光功功能能 夜间光线不足时 系统自动开启补光单元 保证了获取的违法图像清晰度 2 2 8 8 断断电电恢恢复复及及断断点点续续传传功功能能 系统断电后具有自动恢复工作功能 系统具备断点续传功能 2 2 9 9 远远程程控控制制功功能能 系统前端内嵌 Web 服务器 可通过浏览器对前端设备进行参数设置 控制 系统升级等 操作 极大地方便了安装调试及运行维护工作 3 3 系统特点 系统特点 3 3 1 1 嵌嵌入入式式系系统统架架构构 图像采集设备及视频检测设备均采用 DSP 芯片设计 系统架构简单 系统运行稳定 每个路口的每个方向能同时监测 1 3 车道 3 3 2 2 视视频频车车辆辆检检测测及及视视频频红红灯灯信信号号检检测测 无需地感线圈 系统采用视频侦测方式进行触发 纯视频方式检测停车线 方便系统施 工 无需红绿灯联动信号 纯视频方式智能检测红绿灯状态 提高系统稳定性 3 3 3 3 高高速速准准确确的的号号牌牌识识别别 车牌号码识别时间平均在 15ms 内 适应车速为 0 120 公里 小时 号牌识别平均有效率符合 GA T497 的要求 在满足国标要求 120 像素 180 像素的情况 下 识别率可达到 99 识别车牌大小范围可达到 70 像素到 200 像素 识别车牌亮度 对比度动态范围大 支持识别车牌一定程度的倾斜 倾斜 10 以内 7 4 4 系统前端设置 系统前端设置 4 4 1 1 检检测测区区域域设设置置 4 4 2 2 信信号号灯灯设设置置 8 4 4 3 3 信信号号灯灯检检测测线线设设置置 4 4 4 4 视视频频输输入入参参数数设设置置 9 4 4 5 5 交交通通检检测测扩扩展展参参数数设设置置 4 4 6 6 事事件件检检测测配配置置 10 4 4 7 7 录录像像回回放放 4 4 8 8 历历史史事事件件查查询询 11 三 系统优势三 系统优势 1 1 高可靠性 高可靠性 本系统采用当前最先进的嵌入式 DSP 技术 具有高度的稳定可靠性 高性能 DSP 芯片来 控制其工作 这使得以该设备为核心构建的整个系统彻底摆脱了工控主机及操作系统 整个 系统构建更简单 系统稳定性更高 并且维护方便 维护成本低廉 2 2 高适应性 高适应性 采用专用辅助光源 可快速调节摄像头的曝光时间 快门等参数 保证抓拍图像的视觉 效果 可适应白天 夜晚 车辆大灯 阳光直射 以及雨 雪 雾等天气情况 3 3 高速数据处理 高速数据处理 有能力处理大流量情况 可以处理每小时车道流量在 8000 辆 每秒 3 辆车 以上的极 端情况 4 4 高性价比 高性价比 本系统高度集成 能实现闯红灯抓拍 综合违章抓拍和卡口等功能 采用 200 万像素摄 像机即可完整覆盖二车道 在有条件的情况下可以覆盖至三车道 5 5 高开放性 高开放性 提供完整的示例程序源码 可用于二次开发 6 6 安装维护简便 安装维护简便 本系统由高清识别设备 高清摄像机 补光灯 传输设备等组成 自动视频识别红绿灯 状态 结构简单 没有复杂的设备连线 故障率低 维护简单 12 四四 系统构成及工作原理 系统构成及工作原理 1 1 系统构成 系统构成 系统由网警 高清一体抓拍摄像机 视频检测仪 前端存储设备 补光灯等组成前端 系统 后台处理软件包括 交通违法处理系统软件 图像分组合并系统 图像下载工 具软件 等组成 可根据用户实际情况选配 1 1 1 1 系系统统架架构构图图 系统构架图系统构架图 1 1 2 2 路路口口前前端端设设备备架架设设图图 13 2 2 系统工作原理 系统工作原理 2 2 1 1 闯闯红红灯灯抓抓拍拍 系统靠高清摄像机的视屏图像传送至视频检测仪中 对机动车辆违法行驶行为进行检 测 当符合抓拍条件时 触发 高清摄像机进行抓拍 来完成记录 在整个过程中 对违法行驶车辆的检测和抓拍是整个系统的主要部分 视频图像信息 直接送入视频检测仪 检测仪对接收的视频图像进行处理 提取车辆信息 并监测红灯 状态 在红灯状态下 当视频检测仪检测到有车辆通过违法检测区时 检测仪将触发摄像 机的抓拍功能对机动车的违法过程和车辆外形及号牌进行连续3 张抓拍 具体抓拍过程 如下 1 当视频检测仪在红灯状态下检测到有车辆进入检测区域 车头进入 系统判定违 法事件发生 控制器发出控制指令进行抓拍第一张违法照片抓拍 当 光线不足时 系统 自动开启补光灯 并保证违法图片的清晰度 所得违法图片如下所示 14 2 当视频检测仪检测到车辆完全进入检测区域 车尾进入 时 控制器发出控制指令 进行抓拍第二张违法照片抓拍 当 光线不足时 系统自动开启补光灯 并保证违法图片 的清晰度 所得违法图片如下所示 3 当视频检测控制器检测控到车辆离开检测区域 车尾离开 时 控制器发出控制 指令进行抓拍第三张违法照片抓拍 当 光线不足时 系统自动开启补光灯 并保证违法 图片的清晰度 所得违法图片如下所示 15 在整个抓拍过程中 如果车辆进入检测区域 车头进入 后停止前行 或相应的红灯熄 灭 则系统仅抓拍一张照片 不视为交通违法 此张图片仅保存于抓拍机本机硬盘上 不向 中心传送 2 2 2 2 综综合合违违法法抓抓拍拍 对于违法车辆压线行驶 借道行驶时的违法抓拍 也是在视频画面中设定相关的监 测区域 当车辆发生上述违法事件时 检测区域内检测到有车辆闯入 抓拍一张图片 当进 入检测区域后 抓拍第二张图片 在车尾离开检测区域时 抓拍第三张图片 当光照度不够 时 系统自动开启补光 保证违法图片的清晰度 自动抓拍的图片作为处罚的证据 数据存 储和上传至中心 压分道线违法抓拍压分道线违法抓拍 16 压黄线违法抓拍压黄线违法抓拍 逆行违法抓拍逆行违法抓拍 不按规定车道线行驶违法抓拍不按规定车道线行驶违法抓拍 17 非机动车道行驶机动车非机动车道行驶机动车 2 2 3 3 卡卡口口抓抓拍拍与与车车牌牌识识别别 系统采用国内领先的图像识别算法 对所有通过的车辆自动进行车辆号码识别 号牌颜 18 色识别及车型等自动识别 1 牌照自动识别 系统具备对民用 警用 军用 武警等汽车号牌计算机自动识别能力 白天车辆号牌识 别率大于 98 夜间车辆号牌识别率大于 93 在实时记录通行车辆图像的同时 还具备对民用车牌 警用车牌 军用车牌 武警车牌 的车牌计算机自动识别能力 包括 2002 式号牌 所能识别的字符包括 0 9 十个阿拉伯数字 A Z 二十六个英文字母 省市区汉字简称 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 港 澳 台 2004 新军用车牌汉字 军 空 海 北 沈 兰 济 南 广 成 号牌分类用汉字 警 学 领 试 农 挂 拖 境 武警车牌字符 2 车型和颜色识别 系统采用车牌颜色和视频检测技术结合的方法对车辆进行分型 能自动识别黑 蓝 黄 白四种车牌底色 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 对于无法根据车牌颜色判别车型或 者无法判断车牌颜色的情况 就利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型 2 2 4 4 系系统统实实拍拍图图片片 闯红灯抓拍 闯红灯抓拍 19 20 压双黄线抓拍 压双黄线抓拍 21 逆行抓拍 逆行抓拍 22 卡口抓拍 卡口抓拍 23 五 系统技术指标五 系统技术指标 1 1 设备性能指标参数 设备性能指标参数 处理器DSP DM6437 适应车速0 120 公里 小时 车牌识别时间98 车牌字符识别率 95 整体识别率 95 输出图像格式 JPEG 符合 ISO IEC 15444 2000 的编码要 求 尺寸由用户自定义 输出信息车辆大图 车牌小图 车牌号码和车牌颜色 存储模式网络硬盘存储模式 系 统 性 能 平均无故障时间MTBF 40000 小时 红绿灯信号视频识别有 闯红灯规则判别有 扩 展 功 能 逆行 压线 借道规则判 别 有 视频输入10M 100M 网络接口 用于 IP 高清摄像机的 视频流输入 网络接口10M 100M 自适应的 RJ45 以太网接口 控制接口1 路 RS485 3 路 RS232 用于对外设备通信 控制 4 路继电器信号开关用于触发外部设 备 接 口 外设接入4 路光耦输入 用于连接外部触发信号 雷 达 测速仪和车检器等智能设备 电源 AC 220V 50Hz 10 功耗 95 结 构 外形尺寸 480 x270 x45mm 2 2 综合违法抓拍性能参数 综合违法抓拍性能参数 1 红绿灯信号判断率大于 99 2 违章行为抓拍率大于 95 3 全天候证据有效率大于 85 4 允许车辆行驶速度0 120km h 5 输出信息 三张能记录车辆违章过程的图片及 录像 识别出的车牌号码 颜色等 6 输出图像格式 JPEG 1600 1200 符合 ISO IEC 15444 2000 的编码要求 尺寸由用户自定 24 义 7 存储模式 网络硬盘存储模式 3 3 卡口应用性能指标参数 卡口应用性能指标参数 1 CPU 性能1 秒钟处理 8 10 帧高清图像识别 2 车牌识别时间小于 0 1 秒 3 白天车辆检测抓拍率大于 95 4 白天车辆识别正确率大于 90 5 晚上车辆检测抓拍率大于 90 6 晚上车辆识别正确率大于 85 7 允许车辆行驶速度0 120km h 8 输出信息车辆大图 车牌小图 车牌识别号码和车牌 颜色 9 牌照信息内容颜色 汉字 字母 数字 10 存储模式网络硬盘存储模式 25 六 系统设备清单六 系统设备清单 序号名称规格品牌 1 高清摄像机 200 万有效像素 单个 CCD 传感器 1600 H 1200 V 最高帧率可达 7 5 30 帧 秒 AG 200IC hd 网警 2 工业级高清相机专用镜头 定焦 工业镜头 3 室外防护罩室外型 防水 防尘 防锈蚀型号 YA4715型 亚安 4 支架固定防护罩型号 YAWS2790 亚安 5 LED辅助光源功率30W 品牌 6 高清识别设备 高性能嵌入式DSP平台 全天候识别率 达85 以上 车牌识别时间 15ms 可适 应车速0 120公里 小时 AG 200IC vd 网警 7 室外设备箱 防水 温控 风扇 防雷 定做 8 交换机 16口 9 FTP存储服务器 1 5T 10 管理软件 对识别设备进行管理查询 网警 26 七 系统核心设备介绍七 系统核心设备介绍 1 1 网警 网警 高清摄像机高清摄像机 AG 200IC hdAG 200IC hd 设备是基于 Linux 嵌入式实时操作系统研发的一款高清视频网络摄像机 性能强大 分 辨率达 200 万像素 分辨率 1600 1200 最高帧率 30 帧 秒 集高清视频 本地存储 视频 检测 远程控制为一体的智能网络监控系统 即便在完全脱离认为干预的情况下 也能基本 完成日常所需的监控需求 1 1 1 1 技技术术参参数数 1 1 2 2 技技术术特特点点 采用 H 264 视频压缩技术和 JPEG 图片压缩技术 支持 ssd 固态硬盘存储空间 容量可选 27 支持自动光圈 自动电子快门 提供 I O 口报警 RS485 控制功能 支持 HTTP TCP IP FTP RTP 等丰富的网络协议 智能识别监控区域异物入侵 客户端控制平台 客户端控制平台 通过设备 IP 即可观看实时视频流 帧率 5 30 帧 秒可调 视频参数控制 PTZ 控制 云台控制 照片抓拍 远程控制设备 参数设置 在线升级 时间同步 视频下载等 2 2 网警 网警 嵌入式视频检测仪嵌入式视频检测仪 AG 200IC vdAG 200IC vd 基于高性能 DSP 嵌入式平台开发的具有完整自主知识产权的专用高清视频流车牌识别 设备 采用我公司独有的智能视频分析专利技术 通过车牌与车辆轮廓双重校验机制 可对 视频图像中的所有目标车辆进行检测 锁定 跟踪 并精确描述其运动轨迹 产品内嵌的软 件包含了视频采集 图像预处理 车牌定位 车牌识别 车牌跟踪和车牌对比 图像压缩 数据传输等模块完全固化在电子芯片中 具有极高的稳定性 2 2 1 1 技技术术参参数数 CPU 高性能 DSP 嵌入式平台 覆盖车道可完整覆盖 3 车道 适应车速范围 0 185km h 号牌识别参数 大小范围可达到 70 像素到 200 像素 支持识 别车牌 15 的倾斜 号牌识别有效率 符合 GA T497 的要求 在满足国标要求的情况 下 全牌识别率可达到 99 以上 红绿灯信号判断率 99 以上 红绿灯信号判断时间 0 01 秒 系统功能 可捕获闯信号灯 不按车道行驶 逆向行驶 借道行驶等违章行为 兼具卡口功能 扩展功能 交通流量统计 非公交车占据公交车道 违反 车辆尾号限行规定等并可按照客户要求定制 系 统 性 能 违章捕获率闯信号灯大于 95 不按车道行驶大于 95 28 逆向行驶大于 95 借道行驶大于 95 全天候证据有效率大于 97 卡口车辆捕获率白天大于 99 夜晚大于 95 卡口车辆识别率白天大于 99 夜晚大于 95 输出信息 四张能记录车辆违章过程的图片 以及车牌号 码 车牌颜色等识别信息 输出图像格式 JPEG 符合 ISO IEC 15444 2000 的编码标准 分辨率由所接 IP Camera 决定 存储模式支持本地硬盘 网络硬盘两种存储模式 平均无故障时间MTBF 40000 小时 平均修复时间MTTR 1 分钟 网络接口 100