高速车速预警系统方案-CMOS-endversion

重庆绕城高速公路车速预警系统

关键词：高速公路车速预警

高速公路车速预警系统是根据重庆市高速公路的特征与高速公路管理服务的要求，组织科技人员进行科技攻关，大胆采用新技术新工艺，于2008年12月26日重庆外环高速公路西段正式通车前成功实施完成的项目。项目的成功实施，不但为广大行车人员提供了更多、更新、更人性化的安全预警措施，也为提高道路的畅通能力提供了良好的手段，创造了较好的社会效益，得到了重庆市广大市民的好评。

一、项目背景

重庆外环高速公路全长１８７公里，共分为东段、北段、南段、西段四个项目。外环高速公路是交通运输部确定的重庆地区首条"典型示范路"和全国４条"科技示范路"之一。由于重庆是典型的山区地带，具有多隧桥、多雨雾的特点，而且高速公路一般车速较快，这些对行车安全存在着严重影响。为了体现“科技示范路”的需求，业主精心求证，大胆创新，采用了更新的高科技技术，建设了高速公路条件下的车速预警信息提示系统，对于车速过快的车进行预警，保障广大驾驶员的生命财产安全，对于车速过慢，长期占用车道，影响道路行驶速度的车辆也进行预警，提醒行驶车辆进行相应处理，从而提高高速公路的道路通过效率和控制好行车速度。

在业主指导下，设计研发集成单位密切配合，克服了众多技术工程难题，创新使用了高速车牌识别技术与视频测速技术，准时完成了系统的建设，为这条崭新科技高速公路的开通提供了高质量的服务，得到了广大行车司机与新闻好评。

高速公路车速预警系统的主要功能是：设置双龙门架，两个龙门架相距300-500米，在第一个龙门架上安装高速车牌照识别视频测速设备，自动完成对经过该断面的所有车辆的车牌识别和车速计算；第二个龙门架上安装有LED显示屏，对经过第一个龙门架的车，一旦车速超出速度设定上下范围时，及时在前方的LED屏上显示相应的车牌号与速度信息，并提醒该车超速或者行驶过慢，司机就能及时清晰看到提示信息，从而减速行驶或者加速行驶，实例示意图如下：

二、系统构成

系统由以下几个部分构成：外场视频图像采集、外场到机房的传输、车牌识别与视频测速设备、后端数据保存与控制部分的管理主机、外场的信息显示。

外场图像采集部分与外场LED显示部分通常安装在两个相距300-500米的龙门架上。

系统构成如下图所示：

①外场图像采集前端

图像采集前端包括：高清摄像机、高清镜头、LED辅助光源及辅助光源控制板、室外防护罩。图像采集前端通常安装在龙门架或L杆上。外场摄像机的数据通过网络光端机，将IP图片流传送到就近收费站的监控机房，监控机房配置“车牌识别与视频测速处理平台”。下图为安装在情报板上的一套图像采集前端。包含3个补光灯（覆盖3个车道），一套内置300万像素CMOS摄像机高清摄像机与镜头的护罩。

安装在防护罩内的高清摄像机和高清镜头

②车辆识别平台（车牌识别以及视频测速）

车牌识别与视频测速，采用了一套高清视频流检测设备，高清视频流检测设备通过网络口，直接接收前端图像采集设备通过网络光端机传送过来的IP图像流，设备通过动态的IP图片流，在车辆的运动过程中，自动完成车牌识别与视频测速两项功能。由于图像采集前端设有专门的夜间补光设备，夜间的车牌识别与测速不受影响，可保证全天候24小时不间断的工作。单台300万像素摄像机可完整覆盖三个车道，抓拍率及识别率高于传统的多台普通摄像机交叉覆盖方案。正常天气和车辆环境下，该设备输出速度精度：0 到6%；车牌识别率：≥92%。

③控制工作主机

一台电脑主机，用于接收高清视频流检测设备的输出信息，分析车辆速度数据，按照设定的速度阀门值（超速或超低速）并能控制外场LED显示屏的显示内容，并根据需要存储车辆信息和对应图片。

④外场信息显示

LED显示屏，安装在后一个龙门架上，用于显示超速的车辆车牌与车速，提醒行驶安全信息。

在没有车辆违规信息显示时，LED显示屏显示路段的服务信息。

三、工作原理

一、设备连接

图像视频采集前端对通过视频监控范围内的目标汽车（一台或者多台）进行逐帧视频检测，识别视频图像范围内的所有车辆的车牌号码并输出对应车牌号码的车速，通过管理主机收集数据，分析车辆信息，输出超速车辆的行驶信息，通过LED显示屏显示，提示驾驶员减缓车速，保障安全行驶。

二、数据流程

高清识别器通过对高清摄像机提供的逐帧视频信息进行相关计算，输出车辆行驶的车道信息、车牌号码、车牌颜色和车速，数据同时上传给管理主机，由管理主机根据车辆的速度与车牌号码，输出给LED显示屏加以显示。

三、视频测速原理

标定摄像机的垂直高度和与车道的水平位置，标定摄像机的视野中的远端距离及近段距离，在平直的车道上车牌识别器即可实现视频测速。车牌识别器是逐帧实时处理的，可以画出车辆行驶在摄像机视野范围内的精确轨迹以及记录车辆在所有参考点时刻，通过计算分析，获取车辆的行使速度。

设备提供设置软件，通过该软件的设置，如下图所示，设备就可以实时输出每一辆经过的车辆的车牌号与该车的行驶速度。

四、管理主机软件功能

管理主机是系统的核心组成部分，用于前端设备的数据采集、数据存储、实时计算、参数配置管理、驱动显示等功能，详细说明如下：

✧接收车牌识别设备实时传送的数据（车牌号、颜色、车道、车速等信息）

✧保存车牌识别设备传送过来的所有数据，便于今后分析

✧根据识别信息计算出该车是否需要在LED屏上进行相应提醒，每个车道的速

度阀门值在配置中设定一个范围，对于超出设定范围的过快或者过慢的车

辆，都可以进行预警提醒

✧配置功能，可针对每个车道不同颜色车牌配置不同的速度阀门值，包括某类

颜色的车牌最低通过速度与最高通过速度值

✧合成车牌号码与提醒词，驱动LED屏显示

五、项目实际外场图

现场图一：视频采集前端

✧龙门架高度通常6.6米高，双龙门架模式，在前龙门架的中央设置前端视

频图像采集设备，后龙门设置相应的LED显示屏。

✧LED显示屏可以显示行驶车辆的信息，以提醒驾驶员减慢车速。

现场图二：车辆经过前龙门架后，300米处就能够清楚看到自己的车牌与预警提示信息，及时调整行驶速度。