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1、机动车检测记录（卡口）系统技术解决方案2007年12月一：方案综述1.1 系统简介本系统是汉王公司自行研制应用于高速公路和城市道路的新型道路卡口车辆检测系统，该系统基于汉王公司的新型智能交通综合信息处理平台和嵌入式车牌辨识技术，自动采集通行车辆的各种信息并完成超速抓拍、车牌字符和颜色识别、通行信息处理和传输、黑名单和违章车辆报警等功能。该产品前端采用以DSP为核心的嵌入式硬件平台，将核心算法和数据处理软件固化在嵌入式运算平台上，具有很高的运行稳定性和可靠性。系统前端每台“汉王眼”监测一个车道的通行车辆，根据系统的需求也可在两条道路的中线上架设一台“汉王眼”实现对道路的无缝隙监视。在车辆通过时抓
2、拍图像完成车牌号码和颜色的识别并测出通行速度，前端处理器对车道通行信息进行处理，上报指挥中心。每个路口安装有一个数据处理器，完成对该路口所有车辆通行信息的汇集转发工作。系统控制中心管理计算机与各监控点数据处理器的连接采用星形拓扑结构，每个数据处理器均与控制中心通过光缆直接连接，传输车辆通行数据和监控图像数据。数据处理器保存车道的通行数据，通过光缆将数据以实时、定时、随时三种形式传送到控制中心。1.2 系统构成1.2.1 系统整体结构框图3Com3Com以太网以太网特写摄像机全景摄像 机智能交通 信息采集平 台特 写 视频全景视频以 太 网输出摄像机控 制线 圈一 线圈 二馈线触 发信号特写摄
3、像机全景摄 像机智 能 交通信息 采 集平台特写视频全 景 视频以太网输出摄像机控 制线 圈一 线圈 二馈线触 发信号特 写 摄像机全景 摄像机智能 交通信 息采集 平台特 写视 频全 景视 频以太网 输出摄像机控 制线 圈一 线圈 二馈线触 发信号数 字硬盘 录像机前端工控 机CCCCCC电子显 示屏中心服务器1.3 系统主要工作流程1.3.1 前端监测设备工作流程前端系统包括触发线圈(每车道两个线圈)， “汉王眼”图像采集单元， “汉王眼”车牌辨识仪(每车道一台)、全景图象采集摄像机（每方向一台） 、数据处理器(每个监控点一台)及车辆检测器、辅助光源和通信设备组成。当通行车辆进入第一个地感
4、线圈时，触发“汉王眼”内的全景摄像机，抓拍车辆前部全景照片，并记录触发时间；当该车辆进入第二线圈时，触发“汉王眼”内的特征摄像机记录触发时间。 “汉王眼”自动识别车辆的牌照号码、车牌颜色，将通行车辆车牌图像、车牌号码、车牌颜色传输给数据处理器，数据处理器将全景图像、通行车辆前部特征图像、车牌图像、车牌号码、车牌颜色、通行速度、通行时间、车长等数据写入数据库，前端系统完成所有数据采集的工作，并通过光纤将车辆通行数据打包传送到控制中心。1.3.2 后端数据处理设备工作流程车牌识别监控系统后端设备安放在控制中心，包含一台服务器和一台操作主控机。其中在服务器上有专用开发的接收软件及数据库系统，主控机上
5、有专用开发的车牌识别卡口系统管理软件。后端部分的工作在于接收各个监控点的上传车辆通行数据，以数据库形式进行存贮，并完成后续的查询、打印、统计、自动报警等全部功能。1 接收各监控点数据处理器通过光纤上传的车辆通行记录数据包2 解数据包并将数据存贮在数据库内；3 接收主控机发出的数据库操作指令，将运行结果(如查询结果)传送给主控机进行显示；4 采集SQL server数据库管理系统存贮数据，保证能存贮用户规定期限内的所有车辆通行记录数据，超过保存期限自动删除；5 管理人员操作，可对服务器内关系数据库数据进行查询、统计、打印等功能；6 与外部网络连接，允许管理人员通过其远程控制数据库进行查询、统计、
6、打印等工作；7 保存各种参数设置；8 根据设定自动删除过时记录、自动报警等9 其他有待扩展的功能133 网络传输与远程维护系统具备公安网络接入功能,可以通过INTERNET访问各安装点计算机中内容，能与车管所数据接口，具备车辆数据统计和远程维护功能。14 系统设备组成1.4.1感应部分每一车道配备地感线圈两套：用于车辆通过监测点时产生感应信号，触发“汉王眼”进行车辆抓拍，取得车辆图片、识别车牌、求得车长和车速，为整个系统提供数据。地感线圈利用金属物体切割磁力线的作用，在线圈中产生感应电流，感应器感应到电流的变化，产生电平跳跃，从而形成触发信号。地感线圈感应装置具有成本低，可靠性好，安装简便，灵
7、敏度可调等优点，非常适合为各类交通工程提供触发信号。1.4.2照明部分“汉王眼”自带辅助光源采用LED面板光源，不会对驾驶人员造成眩光，影响司机驾驶。1.4.3系统前端识别部分每一车道安装一个“汉王眼” ，每个路口按照业主的要求监测多个方向的车辆，“汉王眼”接收地感线圈的触发信号，抓拍车辆图像并自动识别车牌号码和颜色，将车牌号码和车牌图像传输至安装在路口的数据处理器。在地感线圈发生故障时， “汉王眼”可自动转换为视频触发方式并通过视频测量通行速度。ITS综合信息采集平台（简称平台）卡口版是北京汉王科技推出的新一代高性能嵌入式交通信息采集产品。平台主要定位用于公安卡口、交通、安全、稽查、监控等领
8、域。同前一代产品汉王眼三型机相比较，它由以下的特点1、广范应用领域平台不再是单纯的牌照识别仪，由于其强大的数据处理能力，平台着眼于ITS（智能交通）领域前端视频采集和处理的多种应用，诸如流量统计，安全警报，交通状况实时监控，违章稽查，安全预警等。2、强大的运算能力新一代的平台采用了主频 600MHz的高性能处理器，运算速度得到大幅提高。它支持多路视频输入，可根据用户需求定制每路的处理功能（目前支持车牌识别、图像抓拍、JPEG 压缩等功能） 。3、丰富的信息处理功能由于采用了高性能的处理器，系统可以提供更加丰富的信息处理功能，诸如：牌照识别、高速图像抓拍、图像压缩、字符叠加、图像叠加、图像本地存
9、储等诸多功能。4、多样化的系统接口平台提供了丰富的外设接口，包括网络、RS232、RS485、USB 等多种通讯接口，支持多路、多种 IO信号输入。通过网络可以方便的构建网络化监控系统。5、更高的可靠性汉王科技多年来一致致力于嵌入式 ITS的设备的研究与开发，在总结多年研发成果和工程经验的基础上，针对交通行业特速性，在新平台的系统稳定性设计中采用了合理、优化的系统设计方案。新的平台系统将更加稳定，适应性更加强。6、本地数据缓冲功能考虑的公安卡口的特殊性，该平台增加了数据缓冲功能。相对于其他的嵌入式车牌识别系统“识别传输识别”单线工作模式。新平台采用后台传输数据，在识别设备和前端工控机之间出现通
10、讯异常时，汉王眼可以缓冲 30-500个车辆信息（包括识别结果、车头特写和全景 JPEG图片） ，一旦通讯正常， “汉王眼”可以依次传输尚未发送的车辆信息。避免了因通讯造成的数据丢失。7、适时测速功能“汉王眼”采用了高精度线圈测速，精确测量速度范围 15-250km/h。误差保持在5。8、先进视频触发和视频测速功能在线圈实效时“汉王眼”可以切换到视频触发工作模式，同时提供视频测速功能。9、实时处理两路视频有别与其他嵌入式车牌识别系统， “汉王眼”可以同时处理两路视频，这样可以保证车辆特写图片和车辆全景图片完全对应，避免了数据错位的现象。10、实时两路摄像机调光控制为了确保获得高质量的图像， “
11、汉王眼”可以依据当时的光照环境和设备安装的位置进行实时调光。 “汉王眼”可以实时控制特写和全景摄像机。1.4.4、数据汇集部分1.4.5摄像部分“汉王眼”采用双摄头型号，同时具有车牌识别和车辆大图摄像功能，在完成识别的同时，向外输出彩色实时动态视频信号，无须另加摄像头，实现采集大图功能，并可同时用于人工监控。1.4.6接口部分“汉王眼”与工控机之间采用232或者485传输线连接，卡口监控点与控制中心采用光纤传输数据。工控机插有串口数不少于该工控机所连接的汉王眼的多串口卡，用于工控机与汉王眼的数据通信，一个汉王眼与一个串口相连。1.4.7数据传输部分工控机采集控制器汇集路口所有汉王眼的车牌识别结
12、果，并自动采集大图、计算车长车速，得到车辆通行数据，按约定的数据格式将通行数据通过光纤实时上传至控制中心。二：系统的主要技术特点2.1系统整体特点系统特点：3 大大降低前端系统施工工作量，且前端完全实现无人值守化，整个系统造价降低4 控制中心可实时监控所有监控点的全部通行车辆行驶数据，可实现监控和实时报警5 全部通行数据均存贮在控制中心服务器内，易于进行维护、管理、查询等操作适用条件11 光纤连接采用点对点方式连接，即每个监控点均有一条光纤线路与控制中心相连，可以处于常通状态12 在监控点附近没有可利用的室内环境可安放工控机13 每个监控点只需将车辆行驶数据(车牌、车长、车速等)上传控制中心，
13、而无需将视频上传，如果上传实时视频，需分别使用光路，不能单路复用2.2车牌号码辨识技术特点系统采用了汉王科技公司自行研制的嵌入式一体化车牌号码辨识技术。其主要技术特点如下：2.2.1 车牌辨识技术“汉王眼”除具有车牌号码识别，直接输出号码字串的功能外，还可以根据车牌的号码识别结果进行车牌号码匹配，或根据车牌图像进行车牌图像匹配。通过采用这两种方法，可判断车辆是否为指定号牌的车辆。2.2.2 嵌入式技术“汉王眼”以数字信号处理芯片作为算法运行的硬件平台，所有算法固化在硬件之中，因此可以脱离计算机实现其功能，不依赖于任何操作系统，使汉王眼具有极高的系统稳定性，并获得了更广阔的应用空间。2.2.3
14、一体化技术“汉王眼”集成了车牌辨识系统所必须的所有硬件和软件，不再需要辅助设备即可完成全部功能。硬件上“汉王眼”集可控照明灯、摄像镜头、图像采集模块、数字信号处理器、存储器、通信模块、温控模块、单片机等器件于一体；在软件上，“汉王眼”集成了车牌定位、车牌字符切分、车牌字符识别、车牌图像匹配、图像压缩等算法。进行独立运算，并集中在一个箱体中，与外界仅通过通信接口进行数据交换。并可在10毫秒内实现系统的复位，不会在意外情况下延误应用系统的运行。一体化的结构形式使得“汉王眼”降低了对环境的要求，不但易于安装、调试和升级，同时也增加了系统的可靠性。2.2.4光照适应性系统对不同光照下的车辆抓拍有极强的
15、适应能力由于白天、夜晚的光照环境相差很大，不同应用场地有不同的光照环境要求，因此汉王眼对电子快门和曝光强度进行自动的调整，以适应不同的光照环境。为了保证夜晚车牌的足够照度， “汉王眼”在傍晚自动开启补光照明，保证车牌具有足够亮度，获得很好的拍摄效果。2.2.5 温度高适应性“汉王眼” 采取半导体温度调节技术对内部温度加以调整，并采用宽温度范围的器件，可满足温度变化范围非常大地区的应用。同时汉王眼具有很好的防雨、雪和高湿能力。在要求环境极高的应用中， “汉王眼”还可在密闭的箱体中充入惰性气体，彻底与自然环境隔离。2.2.6高速适应性“汉王眼“在很高车速范围内依旧可以拍摄得到较清晰图像，完成车牌的
16、定位和辨识。2.2.7触发多样性“汉王眼”具有适应于各种不同的应用场合的外部信号触发、视频触发等多种触发方式。 三：系统功能描述3.1车牌识别工作设备：线圈1，线圈1车辆检测器，汉王眼工作原理：车辆经过线圈1上方时，车辆检测器产生触发信号，控制汉王眼自动进行图像抓拍和车牌识别产生数据：车牌识别结果，车牌颜色代码3.2计算车速工作设备：线圈1，线圈1车辆检测器，线圈2，线圈2车辆检测器，DSP转发采集控制器，工作原理：转发采集控制器接收两个线圈产生的车辆进入时的触发信号(一般指上升沿)，计算时间差，根据两个线圈的埋设距离，计算车速产生数据：车辆车速，单位为 公里/小时3.3计算车长工作设备：线圈1，线圈1车辆检测器，线圈2，线圈2车辆检测器，工控机采集控制器工作原理：转发采集控制器接收线圈2的车辆离开时的触发信号(一般指下降沿)，计算与车辆进入时的触发信号(一般指上升沿)的时间差，结合已计算出的车速，相乘得到车长产生数据：车辆车长，单位为 米3.4采集车辆大图工作设备
