高速公路测速系统

京承高速公路承德段道路实时监控测速系统

设

计

方

案

陕西汉唐计算机有限责任公司

2006年11月

第一章前言

城市道路及高速公路车辆超速行驶非常普遍，因此交通事故频频发生。每年的直接经济损失都达到几千万，同时也给人民群众的人身安全带来了严重的威胁。所以整治交通秩序，确保交通安全是当务之急。

本次超速监测系统采用北京宇航时代公司的YHSDCS-01型视频机动车测速系统与YHSDSB-CSKK型机动车牌照识别系统为本综合系统的核心。本系统采用了航天尖端技术——多目标识别与跟踪，既同时可跟踪16个机动车目标并在60米内保持对其锁定目标不丢失的特殊技术。完全克服了雷达测速和激光测速对测速角度要求苛刻、难以测量变道行驶车、车速测量误差大等缺陷。该系统已经过华北国家计量检测中心的检测，符合所有相关标准。该系统已在辽宁营口正式应用。

该系统采用“通用化、模块化、系统化”的部件配置，运用“高技术、高标准、高效能”的软件技术，保证“准确、耐用和可扩展”的性能，相关技术已达到国际领先水平。

第二章系统设计说明

1．系统方案简述

本系统在偏桥至滦平之间、偏桥至金山岭之间分别安装一套道路实时监控测速系统，每套系统为单向双车道公路车辆监测系统。单套系统组成如下：监测摄像机1台

捕捉摄像机2台

控制主机1台

传输设备1套

龙门架1套

中心控制设备如下：（两套系统合用）

数据服务器1台

管理工作站1台

打印机1台

现场监测系统将监测到的超速车辆信息通过传输设备上传至监控中心数据服务器，监控人员在管理工作站上监测到超速车辆信息后，通过业务电话通知各收费站，对超速车辆进行拦截，同时监控人员在监控中心将超速车辆的信息通过打印机

打印出来，做为执法的依据。

本系统传输设备采用数据光端机利用目前已敷设的光缆作为传输介质上传监控中心。

2．测速方法的选定

超速违法的判别不同于其他的违法判别。速度测量属于计量检测范畴，测速系统首先必须经过国家计量部门检测认可才具有法律效力，超速违法的处罚才有依据。

2.1视频多目标跟踪机动车测速系统

多目标识别与目标跟踪技术，原主要应用于航天领域。

多目标识别技术为图像的特征模式识别，其基本原理是对所要识别的目标特征进行详细的描述和建模。

多目标跟踪技术在航天技术领域也可称为目标锁定跟踪技术。也就是在一定区域范围内锁定不丢失目标。在机动车测速方面，可同时对三条车道16辆机动车目标进行实时跟踪，可以保证在60米距离内不丢失机动车目标。

具体方法是：通过多路采集卡将测速监测及车牌捕捉摄像机的图像信号实时传送到计算机中，由计算机进行实时分析计算。对图像进行目标识别，当判别出真正的目标后进行目标锁定并对锁定的目标进行实时跟踪。同时计算出车辆的精确位置并可得出目标运动的矢量轨迹曲线图。图像中车辆的位置都是可以准确确定的，而每幅图像的采集时间是40ms(PAL制标准)固定不变，所以，可得出非常精确的位移差△S和时间差△t。

从矢量曲线图中取A 、B二点，即可得出其位移差△S 、和时间差△t，V = △S/△t ，式中：V ——汽车运动速度；△S ——A、B二点之间的精确距离；△t ——汽车由A 点到达B 点所需的准确时间。

示意图：

由上图可以看出摄像机由上向下俯视路面，路面上任何车辆的运动状态都会在系统的监视之下。可以最大程度地获取路面上的车辆信息。所以得到的速度非常精确。

2.2系统方案设计

YHSD-01A型单向双车道公路车辆监测记录系统

硬件框图

测速摄像机捕捉摄像机

实时图像采集卡计

算

机

总

线

底

板

硬盘存储器

计算机主板通讯接口

稳压电源、UPS 显示器

专用控制卡控制保护电路

彩色喷墨打印机

系统工作流程

系统上电后，程序自动加载运行。首先将三路摄像机的视频信号实时传送到计算机；由计算机图像采集卡进行数据采集，将采集到的图像信号进行实时数字处理。应用航天多目标识别与跟踪技术，对所有图像进行实时监测；当目标车辆一出现，则将其锁定并对锁定的目标进行实时跟踪处理。通过目标运动的矢量图，算出其运动曲线，得出此车辆的运动状态与运动速度。如果目标（车辆）运动的轨迹具备已设定的违法条件，或超出了限定速度，则将其定义为车辆违章。违法类型与违法曲线需在系统执行前先定义。与判断车辆运动状态的同时对该目标的车牌图像进行综合识别，即车牌照号码识别、车牌颜色识别及车型识别。并对车辆进行计数统计车流量。将该车辆图像及相关数据存盘。

系统流程图

第三章系统组成与安装

1．监测摄像机

监测摄像机采用日本JVC1481低照度彩色摄像机。此摄像机为480线，0.4Lux 低照度，50dB信噪比，超级动态CCD、具有防强光功能的彩色摄像机，其性能稳定。适合于在公路上长时间工作。安装高度距地面6－8米。

其主要作用是向主控制机提供全景图像。使主控计算机根据图像计算出目标车辆运动轨迹。

镜头采用日本COMPUTAR 6mm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YAAN4515SHK，此防护罩密封性好，防雨，遮阳，具有自动加温和自动通风装置。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IP55标准。

2.车牌捕捉摄像机

车牌捕捉摄像机同样采用日本JVC1430低照度摄像机。此摄像机为480线，0.04Lux低照度，50dB信噪比，具有防强光功能的摄像机，其性能稳定。适合于在公路上长时间工作。安装高度距地面6－8米。

其主要作用是向主控制机提供机动车车牌照图像。当系统确定图像后，则主控计算机立刻将此机动车牌照图像记录下来，供系统处理。

镜头采用腾龙5-50变焦自动光圈镜头。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YAAN4515SHK，此防护罩密封性好，防雨，遮阳，具有自动加