智能交通高清卡口系统分析

王海丹

沈阳天久信息技术工程有限公司 辽宁沈阳 110000

在交通管理和交通执法难度急剧增大的背景下，传统的增加警力的方式已经难以解决上述矛盾，故对道路中设置的高清卡口设备亦提出要求更高。

1 卡口设置的目的

设置卡口设备可以对经过公路车道的所有车辆进行图像记录，并实时识别出车辆的牌照，将识别结果与公安黑名单车辆库、交警违章车辆库的车牌号码进行比对，且具有尽可能高的车牌自动识别率，系统应可以适应各种天气光照环境，对于白天的强光和夜间的补光应有有效的解决方法，系统应有较快的拍摄速度、识别速度、查询速度、报警速度；系统应具有友好的接口，可以与其它系统方便的共享信息[1]。

（1）可拓展性、可兼容性。由于用户以后的需求会不断发展，故系统建设的数量将随之增多，所以系统在设计上要兼容旧的系统。

（2）应用性。高清卡口系统采用嵌入式控制主机，其设计和使用安装要方便。

（3）可靠性。系统采取集成设备，采用自动检测、自动监控等技术，要保证可靠。

（4）安全性。系统具有防病毒、防误操作性，强抗干扰、抗静电能力，同时具有数据备份、恢复措施，提供用户等级权限保护。

2 系统组成及原理

高清卡口系统是一个分布式网络系统，数据的传输是十分复杂，用到了大量的数据库管理。高清卡口系统的前端系统硬件主要包括补光灯、网络高清摄像机、雷达及相关的网络设备等，利用先进的光电、计算机、图像处理、模式识别等技术，对出、入城卡口过往的车辆前部或尾部特征图像和车辆全景图像进行连续全天候实时记录，并自动识别出车辆的牌照，所采集到的车辆的信息数据均保存在服务器数据库中。系统提供24小时视频录像存储和1920X1080或1600X1200像素的高清视频流，DSP中的图像处理程序根据所拍摄的车辆图像进行牌照自动识别，并能够对过往车辆动态布控，对超速、逆行等违章以及被盗抢、肇事逃逸、作案嫌疑车辆进行自动识别报警[2]。

3 系统的特点

3.1 前后抓拍：车牌对比

前后各安装一台摄像机，分别进行车辆前面和后面的抓拍，抓拍的图像，通过DSP中的图像处理软件进行车牌识别，将前后摄像机识别后的车牌号码进行对比，检测其是否一致，从而判断行驶车辆是否有遮挡号牌的行为。

3.2 DSP图像处理：车牌、车身颜色识别；违法行为检测

视频检测是一种非接触式测量技术，随着视频检测技术的不断成熟，它在交通系统领域中也得到了广泛应用。本项目中将视频检测程序在DSP中运行，DSP中主要对抓拍到的图像进行图像处理，检测车辆本身所包含的信息，例如：车牌号码、车身颜色等。同时还可以通过图像处理技术检测车辆的行驶行为，例如：车辆是否逆行等。通过车牌校对，对一些指定车辆进行布控，并及时将信息传回指定位置，进行报警。

3.3 雷达测速：检测车辆是否超速

当系统检测到监测区域有车辆通过时，中央控制模块将对抓拍点的光照度进行判断，高清晰摄像机对经过车辆进行抓拍。

在监控区域内对≤180公里/小时行驶的车辆图像捕获率达99%以上。不受雨、雪、雾等天气、环境光和相临车道通行车辆的影响而出现误记录。系统的测速范围是0-180Km/h，当机动车速度小于100Km/h时，雷达的实测误差范围为-2Km/h-0Km/h，大于或等于100Km/h时，实测误差不超过机动车速度的-3%-0%。以保证雷达的测速值不大于车辆的实际行驶值，从而避免对车辆造成误处罚的情况发生。

3.4 LED智能补光技术

补光技术是夜间成像的辅助手段，需要较强的针对性。高清晰数字摄像机通过纯数字采样成像，相比传统的模拟线性成像，传感器对光线的反应灵敏性要差不少，需要采用色温更高的不光手段进行补偿，系统的首选就是频闪技术，因其亮度不会过多影响到驾驶人员，同时色温更高。近年来逐渐被广泛采用的高亮度大功率LED脉冲灯光，其特点是寿命长、功耗低、发光效率高、饱和性好、发光亮度高，可以作为高清晰数字摄像机的有效配合，满足夜间补光的亮度要求和高清视频的夜间检测要求，确保恒定补光。

高清成像在LED不光条件下很难满足每一辆车均须进行连续闪光的清晰辨识车型信息的系统要求，因此每秒可闪4次以上，回电时间小于200ms，并保证该频闪灯充放电次数及闪光次数均不得低于1000万次的高回电系数的频闪技术被同时采用[3]。

3.5 车辆图像记录功能

公路车辆智能抓拍系统能准确记录正常通行车辆的1张高清图像，超速违法车辆的2张高清图片。图像以JPEG格式存储，图片尺寸不大于400K。每张图片通过人眼都能保证看清车辆类型、车辆颜色、号牌颜色和车辆轮廓，并能够清晰辨别车辆号牌以及司乘人员面部特征。系统记录的车辆信息除车辆图像信息外，还记录车辆的通行文本信息，如时间、地点、车速、限速、超速百分比、方向、号牌号码、车身颜色等。车辆通行信息写入关联数据库，并将相关信息（时间、地点、方向、车速、限速、超速百分比、号牌号码等）叠加到图片上。

3.6 智能监测记录

数据检索、数据上传、数据存储、实时报警、车辆布控、号牌识别、视频抓拍等功能，系统都能实现。系统能够接收中心管理系统下发的交通违法行驶、嫌疑车、肇事车、盗抢车等车辆数据黑名单，还能够实现包括数据接收布控请求、修改、删除、添加等在内的统一管理业务。对路口全天候的模拟或数字视频存储可通过系统配置的高性能网络视频录像存储（NVR和NAS）功能来实现，该功能同时支持对异常事件和违章事件的过程分段录像，提供直观、全面、完整的交通违章执法和事故处理的现场数据和信息。系统同时支持视频流数据的H.264、MPEG4等格式和图片的JPEG格式，以及支持通过光纤、3G+VPN等网络传输通道上传视频信息。

4 结语

高清晰卡口前后抓拍系统对车辆的前后进行首尾同拍，系统稳定、可靠，有效达到对车辆的识别和抓拍图像的首尾对比。系统可以实现违章监控，又能实现卡口治安监控，还能实现对路口交通流量状况进行可靠实时监控。