基于图像取证的灯光监测自动记录系统

基于图像取证的灯光监测自动记录系统

众所周知，红色信号自动记录系统是在交叉口或车道上通过监控和记录道路红灯的行为的设备。它的核心是正确监控和记录车辆红灯的违法过程。红色信号的移动。车辆红灯是指车辆通过相应红色信号相位通过停止线移动的行为。红色信号的两个或三个位置信息通常用于反映车辆红灯的非法过程。第一个位置的信息应清晰地识别时间、车辆类型、红色信号和车辆压在第二或三个位置的信息，以便能够识别红灯的时间、车辆类型、红灯信号和整个车身的红灯信号。摄像机型麻黄的自动记录系统在使用方面的问题如图1所示,闯红灯自动记录系统由车辆检测器、图像取证设备、夜间补光灯、控制计算机、后台管理软件等组成。其中,车辆检测器负责检测机动车闯红灯行为,并向图像取证设备发出图像取证命令以及夜间向补光灯发出控制命令迫使补光灯与图像取证设备同步作用,图像取证设备负责对闯红灯的机动车实施图像取证夜间补光灯解决夜间成像光线不足问题控制计算机负责图像提取、管理、上传;后台管理软件实现对机动车违法过程认定、执法。按照图像取证部件来分,我们可以将闯红灯自动记录系统分为四类,即光学胶片相机型、民用数码相机型、摄像机型、专业相机型闯红灯自动记录系统。随着闯红灯自动记录系统标准(GA/T496-2004)的宣贯和执行,光学胶片相机型、民用数码相机型的闯红灯自动记录系统已退出市场。摄像机型闯红灯自动记录系统核心是采用了摄像机,由于摄像机能输出活动视频图像流而被用户所接受,但由于摄像机图像分辨率低、夜间与灯光同步困难、建设成本高等原因,即使摄像机输出的活动视频流能兼作其他用途,但摄像机型闯红灯自动记录系统仍然难以大面积推广应用,专业相机型闯红灯自动记录系统核心是采用了专业级数码相机,由于其图像分辨率普遍高达四百万以上像素以及具有快速的图像连拍功能,故该类系统能同时覆盖单方向四条以上车道和实时记录机动车闯红灯违法过程。在摄像机型闯红灯自动记录系统中,为了准确记录机动车闯红灯的违法过程,往往需要安装多台摄像机,在监控单方向多条车道时,摄像机成本自然会直线上升。同时,由于摄像机图像传感器工艺的限制,夜间难以兼顾车辆与红灯信号的关系,自然会产生“红灯”发白现象,即当看清车辆特征时却无法看清红灯信号,看清红灯信号却无法看清车辆特征。这不仅给执法证据的有效性提出了挑战,而且当机动车不按车道行驶或者车道较宽时,所拍摄的机动车证据不全,严重影响了摄像机型闯红灯自动记录系统推广和使用。专业级数码相机由于引入数字信号处理器和高速大容量缓冲存贮器,故图像采集、压缩、存贮的时间大大降低,并实现了每秒数张的连拍功能。同时,专业级数码相机工作稳定可靠、覆盖区域大,且直接采用USB、IEEE1394、以太网等高速数据输出接口、成本大幅下降,因此专业级数码相机在闯红灯自动记录系统中应用前景广阔。但由于数码相机大多数像素并没有真正发挥作用,反而浪费了相机内存空间,如以四百万像素为例,未压缩前的24位真彩图像有十几兆字节,即使进行图像压缩,压缩后的图像占用存贮空间仍很大,实际上真正需要的违法车辆像素数不会超过一百万像素点,剩下的三百万像素仅仅是路口背景资料,反而变成了数字垃圾。因此,为提高违法图像的利用率,在上传图像之前通常使用车牌识别软件进行图像筛选。在现有技术水平下,图像取证设备往往是连拍型单反镜头式数码相机和摄像机的融合,相信将来一定会采用高分辨率视频摄像机作图像取证部件。由于夜间环境照度不能满足数码相机、摄像机的成像要求,因此夜间补光灯是闯红灯自动记录系统必备的部件之一,常用的夜间补光灯有闪光灯、LED灯,其中闪光灯可以直接与数码相机同步输出口相连;LED灯由于功耗极低,故由路灯控制器控制,夜间可以处于常亮状态。控制板功能的实现目前,按照机动车闯红灯行为的定义,闯红灯自动记录系统只在红灯相位信号下有效,主要原因是为了排除外界对系统本身产生的干扰或影响,避免红灯相位期间对向的通行机动车误触发所产生的无效图像。事实上,车辆检测器通过在同一车道上应用二个检测点来达到机动车通行方向判断目的,如图2所示两个车辆检测点可以位于停车线前后,如图3所示两个车辆检测点全部位于停车线之前,前者可以拍摄车辆未过停车线的图像,而后者只能记录车辆压在停车线的图像。为了准确记录机动车闯红灯行为,需要将信号控制相位改成“左行→右行→直行”或者“左行、右行→直行”。控制计算机是闯红灯自动记录系统必不可少的部件之一。在摄像机型闯红灯自动记录系统中,控制计算机不仅用于机动车闯红灯违法过程的图像采集,而且也用于违法证据的上传、路口设备的管理与控制。在专业相机型闯红灯自动记录系统中,控制计算机应用于专业相机图像数据的下载和上传、以及车辆检测器的管理与控制。闯红灯自动记录系统提供的机动车违法证据均需要上传到控制中心,经人工复核、认定后,与机动车/驾驶人管理业务系统相连接,制作机动车/驾驶人违法通知书或通过互联网、新闻报纸进行执法告知,从而实现违法记分和处罚。基础能力与设计1、自动判别机动车进入停止线时红灯的状态,只对在机动车对应行驶车道的信号灯红灯有效状态下驶入停止线的车辆进行记录,机动车在其对应的黄灯或绿灯相位时越过停止线,闯红灯自动记录系统不应记录其闯红灯行为。2、闯红灯自动记录系统应记录机动车闯红灯过程中三个位置的信息以反映机动车闯红灯违法过程。第一个位置的信息应能清晰辨别闯红灯时间、车辆类型、红灯信号和机动车压在或越过停止线的情况第二和第三个位置的信息应能清晰辨别闯红灯时间、车辆类型、红灯信号和车辆向前行驶的二个位置状态,其中至少有一个位置的信息能够清晰辨别号牌号码。3、对于所拍摄的闯红灯图像,其图像中的信号灯红色突出、明显、无法律异议。与此同时,采用先进、实用、成熟的视频成像技术,同时具备四条车道控制与拍摄能力,全景摄像机兼作视频监控,采用循环覆盖方式保存全景视频图像时间不少于十天。4、所拍摄的图片应具有防修改鉴别功能,可自动生成闯红灯违法车辆的地点与方向、日期与时间等字符信息并叠加在拍摄的图片上。5、可对外界环境照度进行自动判别,在拍摄光线不足时自动启动补光灯工作,同时具有方向检测功能,可以防止逆向左转弯车辆压到检测器线圈造成误拍。6、可适用于多相位信号控制路口,可适用于多车道监控的场合。同时,可调节红灯延时拍照时间、绿闪时间,具有红灯周期自学习功能,可记录每一个周期的红灯时间。7、路口主机具有时钟校对能力和死机自动复位功能。8、采用三态车辆检测器,可获得机动车进入、存在、驶出线圈的状态,有异常自动诊断、自动恢复功能,灵敏度多级可调,工作频率多级可调。9、各部件外表面应光洁、平整,不应有凹痕、划伤、裂缝、变形等缺陷,应有防锈、防腐蚀涂镀层,涂镀层不应有起泡、龟裂、脱落和磨损现象。10、立杆悬臂高度不低于6米,采用无焊缝钢管热镀锌防腐处理、悬臂长度根据安装点的实际宽度决定,上方应加置避雷针,壁厚≥8mm,直径不得小于Φ219。或者,在有绿化带的场所采1、压双黄线用单杆结构,如图6所示。11、基础混凝土强度≥C25,基础尺寸为长度≥1.4米、宽度≥1.4米、深度≥2.0米,抗七级地震和十二级大风。12、机箱具有防盗、防尘、防雨、防腐、防热、防冻功能,如图7所示。13、在布线时,采用地埋方式,管道采用尼龙管,强弱电走线应分离。应采用一点接地方式,接地母线应采用10平方毫米铜质导线,接地线不得与强电的零线相接,接地电阻不得大于4欧姆;采用综合接地网时,其电阻不得大于1欧姆。安装过载、漏电、短路、防雷装置,应使用快速熔断器来保护内部电路,配置防浪涌和雷击的电源插座。14、路口端设备具有联网数据传输功能,可以通过网络将信息自动传输到指定数据中心。传输方式有实时传输和非实时传输两种方式,用户可以任意选择一种方式进行数据传输;传输时,当遇到网络故障导致传输失败,应具备断点续传功能前端设备具有现场数据备份存储功能,可现场将一个路口的机动车违法信息自动集中下载到存储介质中后带回指挥中心。2、机动车运输单行线性能的图像拍摄单行线逆行是一种明知故犯的交通违法行为,按照《道路交通安全法》,这种违法行为记3分、处20～200元的罚款。在设置单行线通行标志前提下,我们可以采用图像取证设备记录单行线逆行违法行为的照片,所采用的设备如同闯红灯自动记录系统,只不过机动车检测器不需要耦合红灯信号,采用带方向判断功能的机动车检测器即可实现机动车逆行图像的拍摄,所拍摄的图像应以尾部为主,以便在图像中有醒目的单行线标志。对于有时间限定的单行线,我们可以配置时控开关,时控开关的输出与机动车检测器相连,确保所拍摄的图像真实、有效。3、建设基于ip的自动拍摄系统对于闯禁行区的违法行为,应该区别不同情况制定出不同的技术实施方案,在禁行区出入口安装摄像机型闯红灯自动记录系统或者公路车辆智能监测记录系统,采用视频检测手段对经过的车辆实时拍取图像,自动识别出车牌后与数据库进行实时比对,从中提取出闯禁区的车辆特征,实现非现场处罚。4、全路段检测与记录代价太高对于路段上的机动车在正常车道内的突然违法变道的违法行为,从技术上来说是可以实现自动检测和记录的,但关键是实现全路段检测与记录代价太高。通常情况下,对突然变道的违法行为如同压黄线一样,在固定区域采用视频检测的手段来取证,如在信号灯控制的路口,当一些机动车在直行绿灯期间行驶过停车线后的突然左转弯或右转弯时,可以在路口安装视频监控摄像机,配置视频检测器实现违法行为的图像取证工作。5、车辆已停止行驶最佳的做法是在安装禁止停车标志后,通过视频检测的手段进行图像取证,记录车辆进入、停止、离开的完整证据。工作领域:将是机动车驾驶人闯红灯自动记录系统在我国应用前景仍然十分看好,一方面目前已建的绝大多数系统只记录一张照片,不能反映违法过程,随着人民法律意识的提高,仅凭一张车辆图片就作车辆违法处罚依据的时代已不复存在,国内已发生过多起类似法律纠纷,而且最终均以公安部门败诉结案,因此改造不符合执法要求的系统迫在眉捷。另一方面,随着我国城市现代化的不断推进,路口急剧增加,规范路口行车秩序是“畅通工程”评价指标之一,待安装的系统数量仍然十分巨大。从技术角度来说,闯红灯自动记录系统将会向智能化方向,尤其是采用数码相机与摄像机相结合的图像拍摄部件也将会得到推广和普及,使系统不仅记录机动车闯红灯违法行为,而且将同时记录“超速行驶、跨越中心线行驶、逆向行驶、不按规定车道行驶、临时变道”等违法行为。闯红灯自动记录系统记录的机动车特征信息更加完整、全面,所拍摄的特征图像中不仅包含车辆尾部特征图像信息,而且将包含车辆前部特征图像信息。总之,闯红灯自动记录系统是伴随我国道路交通事业的发展而产生的,是多门学科的集中体现。到2010年,我国机动车驾驶人数量预计达到1.9亿人,机动车保有量将达到1.5亿辆,这为系统的应用提供广阔的舞台,不仅能起到规范机动车和驾驶人的交通行为,而且能为构建和谐宜人社会提供良好的动态视频监控作用。15、后台管理软件可与支队机动车/驾驶人数据库连接,自动查询违法机动车辆相关信息、自动生成违法时间、地点信息,采用ORACLE数据库。16、其他要求如表1。进出车辆进出目前常见的机动车交通违法行为还有压双黄线、单行线逆向行驶、禁行车辆(如货运车辆、大型汽车、摩托车、低速车辆)闯入禁驶区、直行车辆临时变道、车辆违停等等。所有这些交通违法行为均可以通过闯红灯自动记录系统实现违法取证,从而扩展了闯红灯自动记录系统的功能和增加了闯红灯自动记录系统的使用场所。1、双黄线图像取证压双黄线是一种性质较为严重的交通违法行为,轻者可以认为机动车未按规定车道行驶引起的,处20～200元罚款,重者可以认为机动车违反禁止标线指示,记2分并处20～200元罚款。事实上,双黄线是用于分隔双向车道、避免机动车争道抢行。在许多城市道路上,往往在双黄线上再增加隔离护栏,不仅达到分隔双向车道之目的,而且也防止机动车压上双黄线。从技术角度来说,对机动车压双黄线实施图像取证应该是容易的,但问题的关键是现有的摄像部件由于其图像分辨率低,故无法对全路段或较长路段实施压双黄线违法行为取