AutoscopeSolo视频检测系统方案

1、Autoscope Solo®Pro NC视频检测系统方案 管养网前 言随着我国智能交通系统概念的日益普及和应用的迅速发展，基础交通信息的采集和交通事故检测作为智能交通系统的重中之重来优先发展。基础交通信息和交通事故主要包括车流量、车速、车间距、车辆类型、道路占有率、车辆违章信息、交通事故检测、道路气象、视频监视图像等。采集基础交通信息和交通事故检测可采用下述方式：超声波检测体积小，易于安装。它的缺点是性能随环境温度和气流影响而降，这样就不能满足交通数据采集设备需要在各种天气环境下稳定可靠的工作的要求，此外对安装的位置要求较高，必需安装在检测车道的正上方。红外线视频检测昼夜可采用同一

2、算法而解决昼夜转换的问题，也可提供大量交通管理信息，但是需要很好的红外线焦平面检测器，也就是要用提高功率，降低可靠性来实现高灵敏度，而可靠性在交通数据采集设备的使用中十分重要；它不能提供全面的交通信息,。声学检测根据特定车辆的声学特征识别该车辆，为识别车辆需将接收信号进行大量的除去背景静噪声的处理，所以它的可靠性也比较差，同时它不能提供全面的交通信息。磁力计检测可检测小型车辆；适合在不便安装线圈场合采用。它的缺点是很难分辨纵向过于靠近的车辆。同时它不能提供全面的交通信息。激光雷达检测方法可以不受光照环境的影响，即白天与夜晚都可以很好的工作，且没有昼夜转换引起的误差；而且可以直接得知车辆的高度宽

3、度；同时可以克服车辆遮挡问题。它的缺点是激光雷达设备成本过高；而且它在大雨天不可靠；无法给出全面的交通信息。微波多普勒检测可以在恶劣气候下有出色的性能，还可以直接检测速度，但是它不能检测静止或低速行驶的车辆，这样就不能完成车辆排队长度这一重要信息的采集；以向前方式用定向天线跟踪单车道，对于多车道则需要多个设备，安装要求也会增加；它不能提供全面的交通信息。微波真实再现检测可以在恶劣气候下工作，还可以直接检测速度，能够检测静止或低速行驶的车辆，可以侧向方式安装使用，不能提供全面的交通信息。感应线圈检测经过几十年的发展到现已标准化，技术成熟、易于掌握，计数非常精确，同时系统非常稳定，不受环境的影响。

4、它的缺点是安装过程对可靠性和寿命影响很大；维修或安装需中断交通；破坏路面，影响路面寿命；同时线圈易被重型车辆、路面修理等损坏，而且它的维护难度较大视频检测可提供全面的交通管理信息和事故检测信息，如道路上车辆的流量、速度、交通密度、车型分类、车辆排队长度、转弯等信息；可为管理人员提供可视图像，使管理更直观；单台摄像机可检测多车道。它的缺点在于大型车辆能遮挡随行的小型车辆，由于摄像安装的角度与高度的限制导致的不同车道的车辆遮挡问题，阴影积水反射或昼夜转换可造成检测误差。视频检测的车辆遮挡问题的解决可以通过软件的算法修正和摄像机的安装方案等来改进。阴影问题在现有的软件研究中已经得到较好的处理。积水反

5、光问题可以利用摄像机加偏光片的方法来减少镜面反射。夜晚可以使用低照度的高灵敏度黑白摄像机来改善检测与分割的效果。综合以上检测方法的优缺点，目前全世界使用较多的还是线圈车辆检测器和视频车辆检测器，因此，交通数据检测器首选这二类设备，根据使用地点和实际要求分别选用，合理搭配，以获得较好的经济效益。在道路监控系统中的视频车辆检测系统我们建议采用世界上著名的美国ISS 公司的 AUTOSCOPE 2020视频车辆检测系统，该系统在性能价格比，功能方面，经久耐用和国际化对硬件和软件平台的需求上都完全满足招标要求。虽然世界上已经和正在研发视频检测技术的厂家不少，但真正拥有成熟技术并在实际使用中得到广泛检验

6、的产品却极少，而美国ISS公司生产的AUTOSCOPE视频检测系统无疑是其中的佼佼者。ISS公司是全世界第一个生产视频检测器的厂家。到目前为止，ISS公司生产的AUTOSCOPE视频检测系统已在全世界安装了两万多套，占全世界市场份额的45%。在中国，我们也已安装了上百套，在市场中同样处于领先地位。概述在交通迅猛发展的今天，随着经济的发展和科技进步，迅捷、高效的车辆科学管理和疏通就越来越重要，而这些都离不开车辆检测。目前在车辆检测系统方面，视频检测经过十几年的发展技术上已经相当成熟，其与线圈检测技术相比所具有的优越性和高性价比已得到业内人士的公认，代表了未来车辆检测领域的发展和应用方向。虽然世界

7、上已经和正在研发视频检测技术的厂家不少，但真正拥有成熟技术并在实际使用中得到广泛检验的产品却极少，而美国ISS公司生产的AUTOSCOPE视频检测系统无疑是其中的佼佼者。作为厂家代表，我们相信AUTOSCOPE视频检测系统可以完全满足交通管理部门的要求,通过在市区的交叉路口采用最先进的视频检测手段，为解决城市的现有交通问题提供最佳的解决方案。Autoscope大区域视频车辆检测技术的历史和发展Autoscope大区域视频车辆检测技术由美国ISS公司开发,作为全世界研发最早并最先获得国际专利的视频车辆检测技术.经过近20年的不断发展,AUTOSCOPE已成为全球系统安装最多、满足国际各种工业标准

8、最多、在实际使用中经过广泛检验的成熟的视频车辆检测技术。到目前为止，已有14000多套的Autoscope视频检测系统运行在超过三十多个国家的智能交通管理系统中，得到全世界交通专业人士的普遍认可。基于对未来车辆检测技术的革命性认识，美国公司对Autoscope视频车辆检测技术的研究始于八十年代初期，在开发的过程中公司与美国明尼苏达大学交通运输系、美国联邦公路署以及美国政府和各地的交通管理部门建立了密切的合作关系，共同对交通管理中面临的许多重要课题进行了合作研究。第一代原型机诞生于年，其后于年正式推出了用于外场车辆检测的Autoscope 2002视频车辆检测系统。年，公司生产出Autoscop

9、e 2003，产品的各项性能趋于成熟，实现了全天候检测。美国佐治亚、密歇根等州开始广泛采用这一产品，以后又在原有的基础上不断扩大使用规模。年，随着微软Windows 95的问世，公司又推出了其软件基于新一代Windows 95/NT操作系统的Autoscope 2004，Autoscope SOLO PRO NC是Autoscope 2004的升级产品，它包括了其所有的功能特点，它完美地将视频处理器集成在密封的MVP（视频处理模块）中，使用更方便，灵活可靠。在亚洲的韩国、马来西亚、泰国和香港等国家和地区，Autoscope也得到了广泛的应用。其中仅韩国就已经在汉城周围的高速公路上安装了近3套摄

10、象机的Autoscope视频检测系统，实现了网络化管理。在我国，随着经济的不断发展及其对智能交通更高的要求，Autoscope也正在得到越来越广泛的应用，在不久的将来，先进的Autoscope视频检测技术将为我国各城市的道路交通管理作出更大的贡献。系统综述1ISS公司的AutoscopeTM SOLO PRO NC 视频车辆检测系统的主要设备本方案设计中包括的主要设备有：l 外场摄像机l 高杆,配电箱,接线,避雷，接地等l 传输设备,包括光缆和设备机箱。l Mini-Hub（可选）l I/O卡（可选）l 管理中心自动事故检测计算机。l 测试工具l 数字化卡。l 培训材料和资料。l 系统软件l

11、服务器软件开发包（SDK）2系统概述21系统结构图：系统由摄像机、通信系统和中央控制系统组成。双绞线、光纤、无线或其它传输方式交通控制中心服务器局域网交通报警交通信息发布交通数据分析2.2系统特点： NTSC或PAL视频制式 实时光圈调节和快门速度控制 通过调整摄像机的高度和角度，可简单校正视场（FOV） 提供IP地址为SOLO PRO NC 组网 通电自检 先进的面板加热器 低功耗 坚固的抗恶劣环境的密封外罩 支持当地语言23系统优点： 简单 可直接观察检测状况 检测性能稳定性高 相对于其它检测器综合性价比高 容易使用 安装和维护简单 满足各种检测需求 可选择扩展应用24系统功能：1） 中文

12、操作界面可选2） 系统在不同的光照和天气状况下，都能保持检测的高精确度3） 每个摄像机能同时检测八条车道4） 在每个摄像机视场（FOV）内能同时设置不少于32个检测器5） 每个摄像机均有IP地址，可用于系统的组网6） 系统操作软件应包含Jpeg视频图像压缩软件，以便于图像的存储7） 摄像机支持网络通信8） 摄像机具有存在检测和方向存在事件检测功能9） 摄像机可按用户定义的时间间隔，对车辆实时计数，并计算如下交通参数：车流总量：用户定义的时间间隔内的车辆总数 占有率：按时间百分率测量的车道占有率车辆分类：按长度定义的小汽车、单卡货车或拖卡货车车流率：每车道每小时车辆数车速：按每小时计量的平均速度

13、空间占有率：按百分率计量的车辆长度总和除以时间间隔内车辆平均行驶距离3。系统构成设备的技术规格31Autoscope SOLO PRO NC 单台系统结构图：信号控制机RS232输入/输出板摄像机系统由摄像机、通信面板、输入/输出板和监控电脑组成。32 Autoscope SOLO PRO NC NC 多台系统结构图：RS485RS485RS485输入/输出板信号控制器系统由摄像机、通信面板、输入/输出板和监控电脑组成SOLO PRO NC NC4 摄像机所有摄像机的部件均符合FCC的B级电磁接口（EMI）标准和满足CE的EMI标准及安全规范。4.1 摄像机构造：a) 视频处理器和一个通用的C

14、PU，安装在一个通用的密封防护罩。b) 摄像机每分钟可处理30帧NTSC视频图像，或可以处理25帧PAL视 频图像c) 摄像机在其视域内（FOV）最少可处理20个检测域的实时检测状态d) 传感器输出的NTSC或PAL视频图像都可在监视器中显示4.2 MVP检测器的类型:传感器可以使用多种类型的检测器来实现其特定功能4.2.1检测器的主要功能有：a) 移动或停止车辆的存在/通过检测b) 行车方向检测c) 速度测量d) 基于车辆状态值的各种报警e) 通过逻辑算法把多个检测器与相位的状态结合起来给出一个输出f) 如用户需要，各种检测器的检测状态可在监视器里显示检测器可通过软件定义其各种功能：4.2.

15、2检测器的类型有：a) 计数检测器：给出车辆数，小时车辆数和占有率b) 存在检测器：给出车辆存在状态、停止车辆或车辆的行车方向错误c) 速度检测器：给出车辆的计数、车辆速度、长度和用户定义分类d) 功能检测器：可通过逻辑算法把多个检测器结合给出输出e) 检测站：在单位时间内给出各种交通数据f) 事故检测器：用来监视交通流的平均速度、占有率和车流量。当其中一个参数大于所定的阀值时就会给出一个报警g) 对比度检测器：检测MVP视频处理器处理的图像的质量h) 速度报警检测器：基于用户所定义的一个速度阀值给出一个报警输出4.3 SOLO PRO NC外部接口传感器的外部接口包括有：a) 网络通信口用于

16、构造NC的通信b) 检测输入/输出口（I/O）主要用于同检测口的控制装置进行检测数据交换，如同Solo Mini Hub, Mini Hub, 检测板，Mini-Hub,Mini-Hub TS2或其它装置c) 彩色视频输出接口4.3.1网络通信口a) 网络通信号可以构造并提供主要的通信b) 摄像机使用RS-485四线全双工网络通信协议与服务顺通信c) 网络通信口充许用户对软件进行升级，并使用用户/客户软件开发包来满足摄像机的各种检测需求d) 网络通信口的通信协议采用UDP/IP信息包和标准路由通信协议e) 通信协议应用于整个摄像机通信范围4.3.2 检测的I/O通信口a) 摄像机检测口与主控制

17、器之间采用RJ45式的RS-485半双工的接口，主控制器有Rack Card、Mini-Hub, Mini-Hub或Mini-Hub TS2b) 摄像机检测口与主控制器之间每隔100ms就交换状态数据c) 通过摄像机检测口可把实时读取信号灯的相位状态d) 通信协议使用UDP/IP信息包通过双绞线进行传输e) 主控制器如检测板、Mini-Hub,Mini-Hub,或Mini-Hub TS2持续的把检测状态发送给交通信号控制器1） 接口装置的能立即接收到状态的改变脉冲的最大宽度保证小于100ms2)通过接口装置所测的速度与真实测量的速度误差很小4.3.3不同视频的视频输出口a) 摄像机输出NTSC

18、或PAL全屏动态视频时将使用不同的视频输出口b) 不同的视频图像可通双绞线进行传输4.3.4电源接口a) 摄像机的工作电源是24VAC 50/60Hz 或1028VDCb) 摄像机的最大功率不大于15W44 摄像机的操作日志摄像机将维护一个非易失操作日志，操作日志将包括以下：a) 摄像机的软硬件的修订号b) 检测器的构造主题c) 最新下载给摄像机的检测器的时间d) 操作时志最后被清除的时间e) 摄像机的通信口的打开与关闭的时间f) 最后掉电的时间g) 摄像机的软硬错误自检将帮助系统的维护及故障排除的时间标记45 摄像机的车辆检测操作摄像机按照以下的操作将达到最佳的检测较果a) 执行交通应用b)

19、 摄像机安装的位置c) 所需检测的车道数d) 车辆检测器的大小、位置和方向e) 在检测视场（FOV）内车辆的接近和离开f) 车辆换道的最小影响检测器的设置：a)在摄像机的视场（FOV）内，视频检测系统将提供灵活的设置方法，检测器的放置由下：1) 如为了计数的精度，检测应设置在与车道垂直的地方2) 为了检测停止或移动车辆存在检测的精度，检测器应设置在于车道平行的地方b)一个虚拟的检测器可以替代一个或多个传统的线圈检测器c) 为了获得最佳的检测较果，检测器之间可以相互重叠d) 多个检测器可以通过逻辑运算给合在一起给出一个输出4.5.2检测器的编辑a) 检测器的设置可以通过安装了Windows 95

20、,98,Millenium或Windows NT4.0或2000操作系统的便携机或台式机加上键盘和鼠标即可。b) 一台VGA监视器可以观察检测器的设置位置和工作状态c) 键盘和鼠标可被用于:(1) 设置检测器的大小、方向和位置以提高检测器的检测精度(2) 修改检测器的参数以达到最佳的检测精度(3) 编辑检测器的构造(4) 修改检测器位置、大小和方向(5) 增加检测器的其它应用(6) 改变不同的交通应用，修改摄像机安装的尺寸d) 从计算机下载检测器的构造给摄像机e) 上载摄像机当前运行的检测器的构造f) 备份检测器的构造，把它存储在计算机的硬盘里检测器的操作情况视频检测器的实时检测状态可以通过以

21、下方法证实：a) 通过视频显示装置可实时 观察其检测状态b) 摄像机的视频输出可以选择以下传输：1） 只选用视频信号2） 模拟图像与当前检测器的实时状态c) 通过主控制器Mini Hub TS1接口板、Mini Hub TS2接口板、检测器接口板和Mini-Hub 接口板上的LED指示灯就可观察检测器的输出状态d) 检测口控制器的LED输出状态描述1） 当检测器给出一个输出或信位输入一个信号相关的LED就亮2） 当检测器没有输出或信号控制器没有给信号相关的LED就灭4.5.4最佳检测视频检测系统在如下条件时将提供最佳的检测1） 视频传感器安装在10-15m的高度2） 视频传感器安装在所要检测区

22、的附近3） 最远检测域的距离不要超过视频传感器安装高度的10倍4.5.5视频传感器的三种安装示意图视频传感器在检测车道的正上方视频处理器安装高度为10-15m角度为56度30到60m28到36m6条车道包括路肩和中央分隔带a)摄像机安装车道的正上方：b)摄像机安装在车道的附近30到36m17到23m45条车道包括路肩视频处理器安装高度为10-15m角度为43度视频传感器在检测车道的附近c)摄像机安装在十字交叉口：视频传感器路口的停车线最佳检测大约15m大约30m摄像机安装高度为10-15m角度为30度 计数检测器的精度摄像机安装在符合它安装的条件下，系统将能够准确的计数车辆：a. 在正常条件下