智能交通高清卡口系統分析

王海丹

沈陽天久信息技術工程有限公司 遼寧沈陽 110000

在交通管理和交通執法難度急劇增大的背景下，傳統的增加警力的方式已經難以解決上述矛盾，故對道路中設置的高清卡口設備亦提出要求更高。

1 卡口設置的目的

設置卡口設備可以對經過公路車道的所有車輛進行圖像記錄，并實時識別出車輛的牌照，將識別結果與公安黑名單車輛庫、交警違章車輛庫的車牌號碼進行比對，且具有盡可能高的車牌自動識別率，系統應可以適應各種天氣光照環境，對于白天的強光和夜間的補光應有有效的解決方法，系統應有較快的拍攝速度、識別速度、查詢速度、報警速度；系統應具有友好的接口，可以與其它系統方便的共享信息[1]。

（1）可拓展性、可兼容性。由于用戶以后的需求會不斷發展，故系統建設的數量將隨之增多，所以系統在設計上要兼容舊的系統。

（2）應用性。高清卡口系統采用嵌入式控制主機，其設計和使用安裝要方便。

（3）可靠性。系統采取集成設備，采用自動檢測、自動監控等技術，要保證可靠。

（4）安全性。系統具有防病毒、防誤操作性，強抗干擾、抗靜電能力，同時具有數據備份、恢復措施，提供用戶等級權限保護。

2 系統組成及原理

高清卡口系統是一個分布式網絡系統，數據的傳輸是十分復雜，用到了大量的數據庫管理。高清卡口系統的前端系統硬件主要包括補光燈、網絡高清攝像機、雷達及相關的網絡設備等，利用先進的光電、計算機、圖像處理、模式識別等技術，對出、入城卡口過往的車輛前部或尾部特征圖像和車輛全景圖像進行連續全天候實時記錄，并自動識別出車輛的牌照，所采集到的車輛的信息數據均保存在服務器數據庫中。系統提供24小時視頻錄像存儲和1920X1080或1600X1200像素的高清視頻流，DSP中的圖像處理程序根據所拍攝的車輛圖像進行牌照自動識別，并能夠對過往車輛動態布控，對超速、逆行等違章以及被盜搶、肇事逃逸、作案嫌疑車輛進行自動識別報警[2]。

3 系統的特點

3.1 前后抓拍：車牌對比

前后各安裝一臺攝像機，分別進行車輛前面和后面的抓拍，抓拍的圖像，通過DSP中的圖像處理軟件進行車牌識別，將前后攝像機識別后的車牌號碼進行對比，檢測其是否一致，從而判斷行駛車輛是否有遮擋號牌的行為。

3.2 DSP圖像處理：車牌、車身顏色識別；違法行為檢測

視頻檢測是一種非接觸式測量技術，隨著視頻檢測技術的不斷成熟，它在交通系統領域中也得到了廣泛應用。本項目中將視頻檢測程序在DSP中運行，DSP中主要對抓拍到的圖像進行圖像處理，檢測車輛本身所包含的信息，例如：車牌號碼、車身顏色等。同時還可以通過圖像處理技術檢測車輛的行駛行為，例如：車輛是否逆行等。通過車牌校對，對一些指定車輛進行布控，并及時將信息傳回指定位置，進行報警。

3.3 雷達測速：檢測車輛是否超速

當系統檢測到監測區域有車輛通過時，中央控制模塊將對抓拍點的光照度進行判斷，高清晰攝像機對經過車輛進行抓拍。

在監控區域內對≤180公里/小時行駛的車輛圖像捕獲率達99%以上。不受雨、雪、霧等天氣、環境光和相臨車道通行車輛的影響而出現誤記錄。系統的測速范圍是0-180Km/h，當機動車速度小于100Km/h時，雷達的實測誤差范圍為-2Km/h-0Km/h，大于或等于100Km/h時，實測誤差不超過機動車速度的-3%-0%。以保證雷達的測速值不大于車輛的實際行駛值，從而避免對車輛造成誤處罰的情況發生。

3.4 LED智能補光技術

補光技術是夜間成像的輔助手段，需要較強的針對性。高清晰數字攝像機通過純數字采樣成像，相比傳統的模擬線性成像，傳感器對光線的反應靈敏性要差不少，需要采用色溫更高的不光手段進行補償，系統的首選就是頻閃技術，因其亮度不會過多影響到駕駛人員，同時色溫更高。近年來逐漸被廣泛采用的高亮度大功率LED脈沖燈光，其特點是壽命長、功耗低、發光效率高、飽和性好、發光亮度高，可以作為高清晰數字攝像機的有效配合，滿足夜間補光的亮度要求和高清視頻的夜間檢測要求，確保恒定補光。

高清成像在LED不光條件下很難滿足每一輛車均須進行連續閃光的清晰辨識車型信息的系統要求，因此每秒可閃4次以上，回電時間小于200ms，并保證該頻閃燈充放電次數及閃光次數均不得低于1000萬次的高回電系數的頻閃技術被同時采用[3]。

3.5 車輛圖像記錄功能

公路車輛智能抓拍系統能準確記錄正常通行車輛的1張高清圖像，超速違法車輛的2張高清圖片。圖像以JPEG格式存儲，圖片尺寸不大于400K。每張圖片通過人眼都能保證看清車輛類型、車輛顏色、號牌顏色和車輛輪廓，并能夠清晰辨別車輛號牌以及司乘人員面部特征。系統記錄的車輛信息除車輛圖像信息外，還記錄車輛的通行文本信息，如時間、地點、車速、限速、超速百分比、方向、號牌號碼、車身顏色等。車輛通行信息寫入關聯數據庫，并將相關信息（時間、地點、方向、車速、限速、超速百分比、號牌號碼等）疊加到圖片上。

3.6 智能監測記錄

數據檢索、數據上傳、數據存儲、實時報警、車輛布控、號牌識別、視頻抓拍等功能，系統都能實現。系統能夠接收中心管理系統下發的交通違法行駛、嫌疑車、肇事車、盜搶車等車輛數據黑名單，還能夠實現包括數據接收布控請求、修改、刪除、添加等在內的統一管理業務。對路口全天候的模擬或數字視頻存儲可通過系統配置的高性能網絡視頻錄像存儲（NVR和NAS）功能來實現，該功能同時支持對異常事件和違章事件的過程分段錄像，提供直觀、全面、完整的交通違章執法和事故處理的現場數據和信息。系統同時支持視頻流數據的H.264、MPEG4等格式和圖片的JPEG格式，以及支持通過光纖、3G+VPN等網絡傳輸通道上傳視頻信息。

4 結語

高清晰卡口前后抓拍系統對車輛的前后進行首尾同拍，系統穩定、可靠，有效達到對車輛的識別和抓拍圖像的首尾對比。系統可以實現違章監控，又能實現卡口治安監控，還能實現對路口交通流量狀況進行可靠實時監控。