智能测速系统建设方案

1智能测速系统
1.1 系统概述
智能测速系统，安装在城市主要出城、进城、重点治安地段，对所有出城、进城的机动车辆进行全天候、无遗漏实时检测、记录与处理。

通过对监测数据分析、处理，特别是车辆车牌信息的自动识别与处理，实现对肇事逃逸、嫌疑车辆、交通违法登记、黑名单车辆的查控与处置，扼制并打击一些隐蔽型违法行为。

道路交通的高速发展，机动车超速、事故、违章逃逸、假牌假证及机动车盗抢等等以机动车为中心的事件也大量涌现。

因此，建设高清公路车辆智能监测记录系统，全天候监控全部路段通行车辆，做到自动识别车牌号码、精确检测车速、快速处理、提前预警，并为及时快速侦破以机动车为线索的类似案件提供强有力的技术手段，同时采用现代化的技术手段控制和管理城市交通，对于避免道路交通拥堵，减少交通事故，城市现代化建设都具有重要意义。

智能测速系统是在智能交通领域成功推出面向高端应用的一体化高端嵌入式抓拍识别设备。

它秉承一贯的DSP嵌入式设计理念，是一款高性价比的高性能设备。

该设备实时运行于嵌入式高性能DSP平台之上，主要运用于交通、安全、稽查、监控等领域。

系统对路面行驶车辆进行24小时全天候监控，并具有自动抓拍、识别、测速（如需要）、储存、传输、录像等功能。

智能测速系统利用先进的计算机图像处理、高频辐射、模糊识别、远程数据访问等技术研制而成。

系统对通过被监控路段的每一台机动车辆特征图像和前排司乘人员脸部特征进行连续全天候实时记录，系统对抓拍到的车辆图像进行车牌自动识别并对车辆进行动态布控，对超速、逆行、变线等非法行驶的车辆进行抓拍，并将车辆通过卡口监控点的时间、车速及车辆类型等信息一并生成数据文件保存，也可通过宽带网络将各个监控点的信息传送到远端的监控指挥中心，实现有机共享。

XX基于标清版智能测速系统开发的全新智能测速系统，应用XX领先的车牌识别技术、视频检测等核心技术，拥有完全的自主知识产权。

该系统不仅能够抓拍高清晰的车牌图像还能够抓拍高清晰的车辆全景图图像和司乘人员面部图像，为交管部门和公安部门加强管理提供了丰富的信息，同时该系统的识别率和抓拍率均高于基于普通摄像机。

该系统可应用于道路特定场所如城市出入口或治安检查站等治安卡口及重点治安地段、收费站，对所有通过该监控路面的机动车辆进行全天候实时采集和处理。

该系统可自动识别过往车辆的车牌号码和车牌颜色等车牌特征，自动核对黑、白、红名单库，验证车辆的合法性，自动报警，并可对路口情况进行监控和管理，如出入车辆统计和监控，极大地提高了车辆管理的自动化和智能化程度。

1.2 XX市智能测速系统点位布设设计
XX市智能测速系统主要对连接市际以及市内的公路上监测所有经过的车辆和自动抓拍违章超速的车辆。

对与交通流量较大、交通事故多发点安装智能测速系统。

根据以上分析，结合XX市交通流量数据及交通违法行为历史数据，建议智能测速系统点位布设情况如下。

1.3 系统建设目标
在易发生违法行为的路段，建设以牌号自动识别为核心的智能测速系统。

该系统的建成将实现对道路交通相关区域的实时监控，对违法车辆行为进行自动记录取证，满足交通管理人员对道路交通管理和监控的需求。

1）有效监测和记录违法车辆，矫正违法驾驶行为；
2）记录过往通行车辆的全部信息，与中心黑名单数据库比对，对非法车辆进行监测。

协助相关单位查究违法车辆和人员，并为侦破刑事案件提供相关证据；
3）缓解警力不足，可以避免产生警民矛盾，监督违法驾驶，监管违法行为等日常交通管理工作，所产生经济和社会效益是显著的；
4）降低公安干警劳动强度，极大提高道路通过和利用能力以及交警工作效益效率；
5）对通行车辆起到警示作用，从根本降低事故发生概率；
6）体现智能交通科技含量，实现向科技要警力目标。

1.4 系统技术路线
1.4.1成像设备：高清200万CCD摄像机
在系统中，考虑到要看清前排驾驶室人面部与压线行驶车辆行为的因素，本套方案中我们选用本公司进口机芯 200 万CCD 彩色网络摄像机，其成像逼真、稳定可靠、性价比高。

因其采用以太网数据传输，组网方式方便，控制主机即可考虑放置前端，也可考虑放置中心集中管理。

200 万CCD 摄像机其实际有效分辨率为1600×1200点，单幅图片可以清晰看到车牌号码、车型、车身颜色、前排驾驶室人脸等。

因此摒弃了传统标清模拟摄像机采用远近景结合的做法，大大提高了成像质量。

标准配置是每车道1台200万CCD摄像机，为高精度的车辆检测率、号牌识别率提供必要条件。

1.4.2车辆检测：复合检测
根据实际路段特征与现场情况，针对车辆检测方式也需选用不同方案。

系统对车辆的主要检测方式为：“窄幅雷达检测”；辅助检测手段为：动态视频检测。

两者相结合的车辆捕获触发机制实现车辆抓拍捕获。

当在使用中雷达设备出现故障而又不能及时恢复时，系统将自动变为视频触发模式，最大限度的降低了车辆数据遗失率。

由于智能测速系统需要车辆的捕获率达到99%以上，采用窄幅雷达来检测车辆的到达信息。

窄波束雷达的主要特性为狭窄的辐射场型，保证狭窄的探测区域。

被监控的目标车进入狭窄的探测区域之后，雷达测速仪发送触发信号，雷达在发送触发信号的时刻，对应的车辆所在的位置会在±1.5m的狭窄的探测区域之内。

当被监控的目标车离开探测区域的时候，该雷达测速仪确认目标车已离开探测区域，并发送目标车的速度值。

这种工作模式保证触发信号和速度值属于同一辆车，因此基于窄波束雷达测速仪开发的高清公路车辆智能监测记录系统具备触发准确、正确性强的特点。

视频车辆检测技术，结合了车牌与车辆轮廓双重校验机制，确保车辆检测精度。

通过200万高清摄像机连续生成图片，然后通过逐张图片进行比较分析。

若背景发生变化后，启动车牌查找，若找到车牌即锁定车牌进行车辆跟踪，对整个车辆行驶轨迹做出分析和判断；若没有找到车牌，即对物体轮廓进行跟踪，直至车辆消失视野范围。

1.4.3速度检测：窄波束雷达
本次项目采用了先进的窄波束雷达进行车辆检测、定位和速度检测，每个雷达只监控1条车道，避免相邻车道车辆的影响，提升雷达测速精度。

测速范围：2 km/h ～ 400km/h。

测速误差：测速误差：≤-1km/h（速度10≤400km/h）。

窄波束雷达监控正向、逆行行驶车辆，如探测区域内出现目标时，窄波束雷达通过连接器往外部设备输出特别的触发信号。

同时会发送电压脉冲信号。

当车辆正向行驶时，车辆进入探测区域的时刻，窄波束雷达通过连接器输出FC触发信号，同时输出具有相同作用的电压脉冲信号。

车辆离开探测区域的时刻，窄波束雷达通过连接器输出FA触发信号，同时脉冲电压下降。

输出FA触发信号之后，测速仪输出被测车速和车长信息。

测速仪安装于车道正向，安装高度为路面上4到8m，离车道中心轴±2m，垂直界面安装角度25±1º (辐射轴相对车辆行使方向角度) ，监测向来的车辆。

被监控车道数1个车道。

如下图所示：
1.4.4核心处理：DPS嵌入式平台
系统采用高速芯片作为识别算法的运行硬件平台，集成照明、镜头、摄像头和DSP电路形成嵌入式一体化的结构，与传统的车牌识别系统不同，系统无需计算机和外部设备即可实现车牌图像的采集和识别，具有识别性能高、结构紧凑、环境适应性强、安装维护简单等特点。

用户无需改变目前已有的管理系统，系统可添加并运用于各类管理系统中，使其增加了车辆的车牌号码和车型的智能识别能力，从而使整个系统更加强大，管理更加有效。

1.4.5补光方式：防眩频闪灯
为了保证智能测速系统能够全天候提供清晰可见的违法图片，考虑到卡口点夜间光照较差，我们需要在夜间对环境进行补光，我们量身定制了一款高频防眩闪光灯，用于车辆检测和车牌识别补光。

此种频闪灯闪光时间短、回电时间快、500 万次的闪光寿命，能够保证长期稳定地野外工作。

此种频闪灯的闪光时间短，对人眼的影响低。

防眩频闪灯与摄像机配套，每车道配置1台防眩高亮闪光灯。

1.4.6存储传输：固态电子盘
前端高清摄像机抓拍系统与中心系统之间通信正常时，车辆关联数据自动实时上传至中心系统，若发生链路中断或其它故障，数据将存储到工业DOC电子盘（32G）中，不使用SD卡、移动硬盘及其他存储设备，待故障恢复后，系统自动将缓存在前端电子盘的数据发送至中心系统，确保存储资料的完整性。

1.5 系统结构
系统可分为前端系统、传输系统和中心（后端）系统三部分，其系统结构如下图所示：
光端机汉王高清
汉王高清
汉王高清
汉王高清
监控摄像机光端机汉王高清汉王高清汉王高清汉王高清
监控摄像机光端机汉王高清
汉王高清汉王高清汉王高清
监控摄像机光端机络光端机络光端机光端机光端机
窄波雷达窄波雷达窄波雷达窄波雷达窄波雷达窄波雷达窄波雷达窄波雷达1.5.1 系统部署
智能测速系统的前端作为基本数据采集和处理的系统单元，所采集的数据
有：车辆信息（包括车牌号码、通过的地点、通过的时间、行驶速度、方向、车道）、车辆连续过程图片等。

采集这些数据主要通过前端系统的高清摄像
机、视频检测技术等。

在所要监测的路段，每个车道配置1 台200万CCD 高清网
络摄像机，用于拍摄汽车的车头牌照及行进过程；每车道配置1台高频防眩闪光灯，用于夜间环境补光以获得清晰的图片信息。

前端系统主要是对所有经过车辆进行检测、速度检测、车辆抓拍、车辆号
牌识别、数据存储、远程传输等。

前端主要设备由窄波雷达、嵌入式DSP 抓拍高清摄像机、路口交换机、防
眩闪光灯等组成。

高清摄像机、雷达、防眩闪光灯安装在横臂杆上，距离地面净高为7米以上。

系统除配电、传输设备外全部集成在防护罩里，防护罩安装在所要监控的车道中间中心线的正上方。

路口交换机、光端机、配电等设备安装在设备箱中，捕获的图片及识别结果经传输设备传送到后台监控中心
1.5.2系统详解
1.5.
2.1 摄像子系统
根据《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》GA/T497－2009中相关规定，抓拍的车辆照片既要能看清车牌号码、车型、车身颜色等，同时要满足业主提出能够看清前排乘客面部。

因此每个车道配置一台工业级200万CCD高清网络摄像机，可连续抓拍2张以上图片反应车辆行进过程。

图片存储格式执行公安部标准要求的JPEG 格式，在单张图片中可以清晰看到地点、车牌、车型、车身颜色、车道、方向等。

摄像子系统由高清摄像机、定焦镜头、室外防护罩、摄像机立杆等组成。

高清摄像机采用低照度的高清晰彩色摄像机，其性能稳定，适合于在公路上长时间工作。

镜头选用25mm定焦自动光圈镜头。

为适应公路光线的变化，自动光圈镜头可以自动调整进光量，以便得到满意的图像。

防护罩采用密封性好、防雨、遮阳。

能保证摄像机在公路环境正常工作，且外观漂亮大方。

防护等级符合IP66标准。

立杆的高度为7米，悬臂长度可根据实际路宽而定，能够覆盖到监控的车道的中央上，摄像机安装在立杆的悬臂上，对应每个车道的入口处。

立
杆的埋设位置距离车辆触发点在20米左右。

下图为立杆示意图。

1.5.
2.2 补光控制子系统
考虑到安装卡口路段夜间照明较暗，因此需要考虑补光。

本次补光高频防眩闪光灯，因其亮度高、功耗低、寿命长等特点，已经在系统中得到广泛应用。

为了看清驾驶室前排乘客面部，选用高频防眩闪光灯可透过带有驾驶室风挡玻璃上的遮阳膜，从而获得清晰的面部图像。

1.5.
2.3 车辆检测子系统
本次项目采用了先进的窄波束雷达进行车辆检测、定位和速度检测，每个雷达只监控1条车道，避免相邻车道车辆的影响，提升雷达测速精度。

窄波束雷达监控正向、逆行行驶车辆，如探测区域内出现目标时，窄波束雷达通过连接器往外部设备输出特别的触发信号。

同时会发送电压脉冲信号。

当车辆正向行驶时，车辆进入探测区域的时刻，窄波束雷达通过连接器输出FC触发信号，同时输出具有相同作用的电压脉冲信号。

车辆离开探测区域的时刻，窄波束雷达通过连接器输出FA触发信号，同时脉冲电压下降。

输出FA触发信号之后，测速仪输出被测车速和车长信息。

1.5.
2.4 抓拍控制子系统
违法抓拍控制子系统嵌入在一体化摄像机中，与车辆检测子系统、号牌识
别子系统协同工作，主要完成对卡口车辆进行抓拍，检测系统软件、硬件工作
状态，设置系统参数等功能。

违法抓拍控制系统在上电后自动加载程序运行。

系统对卡口车辆记录2个位置图片信息，车身刚进入图像画面内时抓拍1张，整个车身处于图像画面中心位置时1张，同时对画面中的车牌号码进行截取。

1.5.
2.5 号牌自动识别子系统
号牌识别子系统集成在路口控制主机中，用于通行车辆车牌号码的实时识别。

本号牌识别功能符合GA/T497-2009《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》。

白天车辆号牌识别准确率≥99%；夜间车辆号牌识别准确率≥95%。

该部分软件的功能是对所有捕获的卡口图片进行实时的车辆号牌自动识别，将识别出的车牌号码以文件内容的一部分保存在车辆信息文件中；并且，通过传输接口子系统将违法图片传送到后端系统进行相关处理。

通过后台违法管理软件，可根据车辆信息文件内容自动提取车牌号码等信息，自动录入卡口数据库。

本号牌识别子系统已经在全国多个大中城市中得到成熟应用与推广。

该技术采用先进的计算机图像处理和识别技术。

在基于多分辨率纹理分析和快速车牌定位分割；多帧图像实时融合去模糊；连续多帧图像识别结果的置信度判决等关键技术上有独特创新，领先于国内其它公司。

●车牌定位
车牌照定位程序用于在整幅图像中车牌所处的区域，并将牌照从图像中分
割出来。

正常情况下，汽车图像背景复杂、光照不均，如何在自然背景中准确的确定牌照区域是整个识别过程的关键。

我们的车牌定位算法与车辆检测算法密切相关，充分利用了车辆检测后的数据和中间结果，对于车辆检测中发现的关键区域和特征进行更加细致的分析：
从更精确的尺度（原图精度）进行分析；
在RGB三维的色彩空间进行分析；
车牌定位算法先确定图像中符合车牌照特征的多个候选位置，然后这些区域进行评价和排序，最后选定一个最佳的区域作为牌照区域，并将其从图像中分割出来同时判别车牌颜色。

●车牌字符分割
完成牌照区域的定位后，再将牌照区域分割成单个字符，然后进行识别。

为了加快速度，在车辆检测和车牌定位过程中，没有进行图形的预处理。

在车牌的分割过程中，由于处理的图像较小，并且对于字符分割和识别至关重要，因此采用了多种图像预处理的方法：
采用了自适应临域直方图修正方法进行了图像的特征的增强；
采用了二阶高斯滤波的方法过程图像中的一些噪声；
采用了二阶零点检测的方法获得图像的边缘特征；
利用了字使用的Bernsen二值化方法进行图像的二值化。

我们的字符分割算法在二值化图像上进行，同时参考边缘特征，以提高污损字符分割的能力。

●自动校正牌照形变
由于摄像机的拍摄角度及牌照安装的不规范，导致车牌在图像中不是长方形而是平行四边形并有一定的倾斜角度，这将对牌照识别技术中的字符分割环节影响很大。

牌照的形变在有些应用中是不确定的（比如：车辆移动稽查），前端抓拍识别单元的形变校正是自适应的，而非固定方式，在一定的拍摄角度范围内可以自动校正各种趋势的形变，使牌照识别可以应用于多种场合。

●车牌修复识别技能
因牌照上有污染物，破损，变形等原因造成车牌不完整，本识别系统有特殊的处理功能。

能识别一切肉眼可识别的车牌号图片，另外还可以识别大车牌照（如公共汽车等），外交车辆牌照，军车牌照等特殊牌照。

车牌修复识别技能: 因牌照上有污染物，破损，变形等原因造成车牌不完整，识别系统都有特殊的处理功能。

●车牌识别准确率高
作为车辆自动抓拍识别产品，识别率是最基本的技术指标，它决定了产品能否应用，能在哪种需求下应用。

多数厂商给出的识别率指标都是在理想条件下测试的，比如：光照均匀，无逆光、直射光；车牌干净、清晰，无易混字符，对比度好，无污损；车牌在图像中比例合适，不倾斜、无形变等。

用户经常在选择产品时感觉演示效果还可以，一旦应用到实际中识别率就会大大降低，难以让人满意。

前端抓拍识别单元从硬件及软件两个方面采取多项措施提高产品识别率，使牌照识别仪在实际使用中能够获得满意的识别准确率。

抓拍车辆查找牌照牌照识别
京ASWA-668输出识别结果
●汉字识别率高
车牌上的汉字笔划较多、字符数量也多，当车牌在视频图像中所占比例较小时汉字会很模糊、难以识别。

很多牌照识别产品的识别率低在汉字识别上，有的根本不识别汉字，只是将当地的常见汉字人为附加到识别结果上。

前端抓拍识别单元可以根据汉字的笔划特征、轮廓特征、结构特征，利用神经元网络技术准确辨认汉字字符。

系统可存储号牌识别的每个字符识别正确率，以便数据比对时根据不同正确率实现不同比对方式，并实时体现系统前端硬件性能。

●相似字符误识率低
牌照识别技术的一个难点是区分相似字符，例如Z和 2 、A和4、Q和O、D 和O、B 和8 等。

对于这些字符前端抓拍识别单元可以提取到更多更细微的特征，遇到相似字符时增加了一层特征判断，实际应用中可以很好的区分相似字符。

●对牌照大小的适应范围宽
为了减少非车牌因素的干扰、提高识别率和识别速度，牌照识别的定位技术中需要限制车牌在图像中的尺寸，如果定位到的局部图像超出所设的范围即认为是非车牌的干扰因素。

多数牌照识别产品给出车牌尺寸范围很窄，一般为水平比例占整个图像的1/5左右或1/4左右。

在摄像机安装位置较低、水平拍摄角度较大的情况下以及车载移动的应用场合中，汽车牌照的尺寸在视频图像中的差别很大，识别的限制范围过小会导致漏车严重。

前端抓拍识别单元由于有优秀的识别算法作保证，实际应用中可以对水平比例占到整个图像1/10范围内的大小牌照，及号牌宽度水平的象素点在90－180之间都有较高的识别率。

●车牌识别技能
系统实时记录通行车辆图像的同时，要求对通行车牌号码进行自动识别。

车牌号码识别率要求：在环境无烟雾情况下，白天车辆号牌识别率不小于99%，号牌识别准确率不小于99%；夜间车辆号牌识别率不小于95%，号牌识别准确率不小于98%。

达到目前卡口车牌识别的最高水平。

具备对民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌及港澳等特殊车牌计算机自动识别能力，包括02式、92式号牌。

所能识别的字符包括：
【“0～9”十个阿拉伯数字】；
【“A～Z”二十六个英文字母】；
【省市区汉字简称(京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台)】；
【甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、酉、戌、亥】；
【军用车牌汉字(军、空、海、北、沈、兰、济、南、广、成)】；
【号牌分类用汉字(警、学、领、试、农、挂、拖、境)】；
【武警车牌字符(WJ消、边、水、电、林、通、金)】；
【07式新武警车牌字符】；
识别车辆类型：大、中、小型车等；
识别模式：可识别车头或车尾车牌；
车辆车速≤200公里/小时；
系统能区分四种以上车型，并能识别黑、白、蓝、黄四种车牌颜色。

1.6 系统特点
本系统通过对车牌的实时识别以及驾驶人员脸像的记录，可以迅速地捕获交通肇事车辆、违章车辆、黑名单车辆等，为快速纠正交通违章行为，快速侦破交通事故逃逸和机动车盗抢案件以及违法责任人的认定提供重要的技术支持，同时也为未来更为先进的自动人像比对、特定人员追踪定位提供数据准备，对违法犯罪行为构成强大的威慑力。

另外还可以通过高清治安卡口对公路运行车辆的构成、流量分布、违章情况进行常年不间断的自动记录，为交通规划，交通管理，道路养护部门提供重要的基础信息和数据支持。

本系统成功使用了拍摄高速运动物体的智能快门控制技术、高速成像技术，能清晰地拍摄出0—200公里/小时高速行驶的车辆，并且采用了智能窄脉冲频闪设备，可以使得系统的闪光对驾驶人员的影响降至最低。

1.6.1DSP嵌入式一体化系统
系统采用了自主研发的200万象素高清DSP嵌入式一体化摄像机，采用高速芯片作为识别算法的运行硬件平台，集成照明、镜头、摄像头和DSP电路形成嵌入式一体化的结构，与传统的车牌识别系统不同，系统无需计算机和外部触发设备即可实现车牌图像的采集和识别，具有识别性能高、结构紧凑、环境适应性强、安装维护简单等特点。

无需改变目前已有的管理系统，可添加并运用于各类管理系统中，使其增加了车辆的车牌号码和车型的智能识别能力，从而使整个系统更加强大，管理更加有效。