视频检测技术方案

AutoscopeSolo®ProNC视频检测系统方案

前s

伴随我国智能交通系统概念日勺日益普及和应用B勺迅速发展，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夹优

先发展。基础交通信息和交通事故重要包括车流量、车速、车间距、

车辆类型、道路拥有率、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。它的缺陷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多种天气环境

下稳定可靠日勺工作的规定，此外对安装日勺位置规定较高，必需安装在

检测车道日勺正上方。

红外线视频检测昼夜可采用同一算法而处理昼夜转换日勺问题，也

可提供大量交通管理信息，不过需要很好的红外线焦平面检测器，也

就是要用提高功率，减少可靠性来实现高敏捷度，而可靠性在交通数

据采集设备日勺使用中十分重要；它不能提供全面日勺交通信息,。

声学检测根据特定车辆日勺声学特性识别该车辆，为识别车辆需将

接受信号进行大量时除去背景静噪声日勺处理，因此它日勺可靠性也比较

差，同步它不能提供全面日勺交通信息。

磁力计检测可检测小型车辆；适合在不便安装线圈场所采用。它

日勺缺陷是很难辨别纵向过于靠近的车辆。同步它不能提供全面的交通

信息。

激光雷达检测措施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日勺误差；并且可以直接得知车辆

日勺高度宽度；同步可以克服车辆遮挡问题。它的缺陷是激光雷达设备

成本过高；并且它在大雨天不可靠；无法洽出全面日勺交通信息。

微波多普勒检测可以在恶劣气候下有杰出H勺性能，还可以直接检

测速度，不过它不能检测静止或低速行驶时车辆，这样就不能完毕车

辆排队长度这一重要信息口勺采集：以向前方式用定向天线跟踪单车

道，对于多车道则需要多种设备，安装规定也会增长；它不能提供全

面日勺交通信息。

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，可以检测静止或低速行驶日勺车辆，可以侧向方式安装使用，不能

提供全面的交通信息。

感应线圈检测通过几十年日勺发展到现已原则化，技术成熟、易于

掌握，计数非常精确，同步系统非常稳定，不受环境日勺影响。它H勺缺

陷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；同步线圈易被重型车辆、路面修理等损坏，

并且它的维护难度较大

视频检测可提供全面日勺交通管理信息和事故检测信息，如道路上

车辆日勺流量、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。它的缺陷在于大型车辆能遮挡随行H勺小型车辆，由于摄像安

装日勺角度与高度口勺限制导致日勺不一样车道。勺车辆遮挡问题，阴影、积

水反射或昼夜转换可导致检测误差。

视频检测日勺车辆遮挡问题时处理可以通过软件日勺算法修正和摄

像机口勺安装方案等来改善。阴影问题在既有口勺软件研究中已经得到很

好口勺处理。积水反光问题可以运用摄像机加偏光片tl勺措施来减少镜面

反射。夜晚可以使用低照度日勺高敏捷度黑白摄像机来改善检测与分割

日勺效果C

综合以上检测措施日勺优缺陷，目前全世界使用较多日勺还是线圈车

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规定分别选用，合理搭配，以获得很好的经济效

益。

在道路监控系统中日勺视频车辆检测系统我们提议采用世界上著

名日勺美国ISS企业日勺AUTOSCOPE2023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口勺

需求上都完全满足招标规定。

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企业开发，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.通过近23年的不停发

展,AUTOSCOPE已成为全球系统安装最多、满足国际多种工业原则最多、在实际

使用中通过广泛检查的成熟时视频车辆检测技术。到目前为止，已经有14000

多套的Autoscope视频检测系统运行在超过三十多种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承认。

基于对未来车辆检测技术的革命性认识，美国ISS企业对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ISS企业与美国明

尼苏达大学交通运送系、美国联邦公路署以及美国政府和各地的交通管理部门

建立了亲密的合作关系，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1987年，其后于1989年正式推出了用于外场

车辆检测的Autoscope2023视频车辆检测系统。1992年，ISS企业生产

出Autoscope2023,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，后来又在原有的基础上不停扩大使用

规模。1995年，伴随微软Windows95的问世，ISS企业又推出了其软件

基于新一代Windows95/NT操作系统的Autoscope2023,AutoscopeSOLOPRO

NC是Autuscope2023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，使用更以便，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。其中仅韩国就巳经在汉城周围的高速公路上安装了近30。套摄象

机的Autoscope视频检测系统，实现了网络化管理。在我国，伴随经济的不停

发展及其对智能交通更高的规定，Autoscope也正在得到越来越广泛的应用，在

很快的未来，先进的Autoscope视频检测技术将为我国各都市的道路交通管理

作出更大的奉献。

系统综述

1.ISS企业的Autoscope™SOLOPRONC视频车辆检测系统的

重要设备

本方案设计中包括的重要设备有：

•外场摄像机

•高杆,配电箱，接线，避雷，接地等

•传播设备，包括光缆和设备机箱。

•Mini-Hub（可选）

•I/O卡（可选）

•管理中心自动事故检测计算机。

•测试工具

•数字化卡。

•培训材料和资料。

•系统软件

•服务器软件开发包（SDK）

2.系统概述

2.1.系统构造图：

系统由摄像机、通信系统和中央控制系统构成。

2.2.系统特点：

•NTSC或PAL视须制式

•实时光圈调整和快门速度控制

•通过调整摄像机的高度和角度，可简朴校正视场（FOV）

•提供IP地址为SOLOPRONO组网

・通电自检

・先进的面板加热器

・低功耗

■结实的抗恶劣环境的密封外罩

■支持当地语言

2.3.系统长处：

•简朴

•可直接观测检测状况

•检测性能稳定性高

•相对于其他检测器综合性价比高

・轻易使用

•安装和维护简朴

•满足多种检测需求

•可选择扩展应用

2.4.系统功能：

1）中文操作界面可选

2）系统在不一样的光照和天气状况下，都能保持检测的高精确度

3）每个摄像机能同步检测八条车道

4）在每个摄像机视场（FOV）内能同步设置不少于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）系统操作软件应包括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）摄像机可按顾客定义的时间间隔，对车辆实时计数，并计算如下交通参

数：

・车流总量：顾客定义的时间间隔内的车辆总数

・拥有率：准时间百分率测量的车道拥有率

・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

•空间拥有率：按百分率计量U勺车辆长度总和除以时间间隔内车辆平均行驶距离

3o系统构成设备的技术规格

3.1.AutoscopeSOLOPRONC单台系统构造图：

输入/输出板

系统由摄像机、通信面板、输入/输出板和监控电脑构成。

3.2AutoscopeSOLOPRONCNC多台系统构造图:

系统由摄像机、通信面板、输入/输出板和监控电脑构成

佑>/龄ill

…口4,IHI

4摄像机

所有摄像机的部件均符合FCC的B级电磁接口(EMI)原则和满足CE的EMI

原则及安全规范。

4.1摄像机构造：

a)视频处理器和一种通用的CPU,安装在一种通用的密封防护罩。

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）至少可处理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

4.2MVP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检测器的重要功能有：

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）基于车辆状态值的多种报警

e）通过逻辑算法把多种检测器与相位的状态结合起来给出一种输出

f）如顾客需要，多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多种功能：

4.2.2检测器的类型有：

a）计数检测器：给出车辆数，小时车辆数和拥有率

b）存在检测器：给出车辆存在状态、停止车辆或车柄的行车方向错误

c）速度检测器：给出车辆的计数、车辆速度、长度和顾客定义分类

d）功能检测器：可通过逻辑算法把多种检测器结合给出输出

e）检测站：在单位时间内给出多种交通数据

f）事故检测器：用来监视交通流的平均速度、拥有率和车流量。当其中一种参

数不小于所定的阀值时就会给出一种报警

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：基于顾客所定义的一种速度阀值给出一种报警输出

4.3SOLOPRONC外部接口

传感器的外部接口包括有：

a）网络通信口用于构造NC的通信

b）检测输入/输出口（I/O）重要用于同检测口的控制装置进行检测数据互换，

如同SoloMiniHub,MiniHub,检测板，Mini-HubII,Mini-HubTS2或其

他装置

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重要的通信

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）网络通信口充许顾客对软件进行升级，并使用顾客/客户软件开发包来满足

摄像机的多种检测需求

d）网络通信口的通佶协议采用UDP/IP信息包和原则路由通信协议

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器之间采用RJ45式的RS-485半双工时接口，主控制

器有RackCard、Mini-Hub,Mini-HubII或Mini-HubTS2

b）摄像机检测口与主控制器之间每隔100ms就互换状态数据

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信息包通过双线线进行传播

e）主控制器如检测板、Mini-Hub,Mini-HubII,或Mini-HubTS2持续的把检测

状态发送给交通信号控制器

1）接口装置时能立即接受到状态的变化

脉冲的最大宽度保证不不小于100ms

2）通过接口装置所测的速度与其实测量的速度误差很小

4.3.3不一样视频的视频输出口

a）摄像机输出NTSC或PAL全屏动态视频时将使用不一样的视频输出口

b）不一样的视频图像可通双绞线进行传播

4.3.4电源接口

a）摄像机的工作电源是24VAC50/60HZ或10—28VDC

b）摄像机的最大功率不不小于15W

4.4摄像机的操作日志

摄像机将维护一种非易失操作日志，操作日志将包括如下：

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）操作时志最终被清除的时间

e）摄像机的通信口的打开与关闭的时间

f）最终掉电的时间

g）摄像机的软硬错误自检将协助系统的维护及故障排除的时间标识

4.5摄像机的车辆检测操作

摄像机按照如下的操作将到达最佳的检测较果

a）执行交通应用

b）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）内车辆的靠近和离开

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措施，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）一种虚拟的检测器可以替代一种或多种老式的绕圈检测器

c)为了获得最佳的检测较果，检测器之间可以互相重殳

d)多种检测器可以通过逻辑运算给合在一起给出一种输出

4.5.2检测器的编辑

a)检测器的设置可以通过安装了Windows95,98,MiIlenium或WindowsNT4.0

或2023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监视器可以观测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到达最佳的检测精度

(3)编辑检测器的构造

(4)修改检测器位置、大小和方向

(5)增长检测器的其他应用

(6)变化不一样的交通应用，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)上载摄像机目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

检测器的操作状况

视频检测器的实时检测状态可以通过如下措施证明：

a)通过视频显示装置可实时观测其检测状态

b)摄像机的视频输出可以选择如下传播:

1）只选用视频信号

2）模拟图像与目前检测器的实时状态

c）通过主控制器MiniHubTS1接口板、MiniHubTS2接口板、检测器接口板

和Mini-HubII接口板上的LED指示灯就可观测检测器的输出状态

d）检测口控制器的LED输出状态描述

1）当检测器给出一种输出或信位输入一种信号有关的LED就亮

2）当检测器没有输出或信号控制器没有给信号有关的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1075m的高度

2）视频传感器安装在所要检测区的附近

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

Ey江一口口fI.

a）摄像机安装车道的正上方：

b）摄像机安装在车道的附近

安装高度为

ArnyA4--口口-A-4J<E.l**rJ0Z±、rt

c）摄像机安装在十字交叉口：

断正做Ba防LDH出M曲旦任妗Ml

计数检测器的精度

摄像机安装在符合它安装的条件下，系统将可以精确的计数车辆:

a.在正常条件下（白天及夜晚）计数精确率到达96%

b.在非正常条件下计数精确率到达93%

非正常条件如；阴影、雾、雨、雪和照度很低等。此时计数将是:

a.记