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1、广州市宜通世纪科技有限公司Guangzhou Eastone Century Technology Co., Ltd 务 实 创 新 精 诚 智 和高清卡口原理与工程务实 市场经营部-甘 霖E-mail:1目 录系统概述系统组成关键技术浅析高清卡口在智能交通中应用展望第一章 系统概述治安卡口的作用治安卡口的发展历程与业界其它智能系统的差别治安卡口几个重要指标治安卡口的规范摘要治安卡口的作用u基本原理记录通过特定道路的每一辆车，通过抓拍图片信息，获取号牌信息、前排司乘人员特征信息等特征，经过时间、车车辆特征等信息，为公安机关侦查破案、打击防范、行政管理等工作提供有力的帮助。u主要作用 车辆捕获
2、号牌识别 违法行为取证 车辆布控拦截等u系统功能发展历程u从技术构成看发展摄像机分辨率从模拟标清到数字高清发展； 先经历了工控机后置，后又经历了DSP主机 替换工控机的方式； 视频图像传输由将大量图像数据远距离传输 到后端主机发展为图像采集、识别处理等工 作全部在相机内部进行（相当于工控机前置 ）； 识别率不断提高，达到95%以上，识别车牌 类型不断增加，可以识别农用车、民航车等 特殊车牌； 以车身颜色识别为代表的视频检测技术进一 步应用于卡口系统； 补光方式由恒定照明向闪光灯再向LED灯或 红外灯发展； 车辆检测方式正由原来单一的环行线圈检测 等发展为线圈和视频两种检测方式相结合的 冗余检测
3、； 车辆测速范围和精度不断提高，由线圈测 速向视频辅助测速发展。u从系统功能看发展治安卡口系统从最初的简单的监视查询功 能呢个，逐步向多样性发展。 基于车牌识别的基础数据不断得到挖掘， 卡口业务数据也从单一的治安及交通监控 发展为可供交通管理、城市规划、公安刑 侦、国安安保、高速公路多路径识别等不 同业务部门均可以综合应用的综合业务系 统。 电子警察标清卡口高清卡口智能综合 检测系统u治安卡口的发展趋势与业界其它智能系统的差别u标清卡口与高清卡口的却别 以是否能看清前排司乘人员特征为界限。另一种说法是成像像素在80万以上。 标清，主要针对模式摄像机做的卡口，图片特征上，像素低（约40万左右），
4、 可以看清车牌以及车身特征，不能很好的看清前排司乘人员特征。 高清，以工业数字摄像机做的卡口，成像像素在百万像素以上。可以清晰看清 车牌，车身全貌以及前排司乘人员特征。能通过图片分辨出更多特征信息，扩 充系统功能。 u卡口与电子警察的区别： 治安卡口追求的是不漏拍经过的任何车道的每一辆车。电警追求的是不抓错任 何一辆非违章车辆。 卡口一般抓拍的是车头信息，电警一般抓拍的是车尾信息。 卡口注重的效果是治安，对案件侦查提供帮助，一般不进行处罚；电警是追究 违章交通行为，通过处罚的手段，企图达到减少交通违章等行为。 治安卡口一般部署在各辖区交通出入口，选择“一夫当关、万夫莫开”交通要道 ；电警一般设
5、立在红绿灯路口处。（注：目前也逐渐发展市区卡口，方向为和 电警融合。电警也突破红绿灯界限，逐渐延伸到高速公路、部分交通严管地段 ）几个重要指标u抓拍率即捕获率，一段时间内，抓拍的车辆数与经过此卡口的实际车辆数之比 。省厅标准规定，在监控区域内对0km/h140km/h行驶的车辆图像捕获率 应99%；在监控区域内对140km/h240km/h行驶的车辆图像捕获率应95% 。 u识别率不考虑准确率的情况，车辆检测器识别的图片数量与收到的实际图片数 量之比。 u识别准确率车辆检测器识别出来的全牌准确的图片数量与实际收到的图片数量之比 。 u测速误差卡口系统计算出来的速度与车辆实际行驶速度的速度差与实
6、际速度之比 。 u吞吐量这里的吞吐量是保证系统正常运行速度、反映时间，每秒钟接收、处理 图片的数量。注：以上1、2、3项最为重要，也是决定系统总体性能的技术指标 。相关规范介绍（一）u前端布点方面 分省际卡口、城际卡口以及城区卡口，前端部署在重要交通要道。宜提 前800m1500m设置机动车限速标志。治安卡口现场点的设备箱应具备防 盗、防水、防虫、防破坏、耐高温等功能，并应预留适当的空间和电源功 率。推荐后置识别处理方式。卡口前端设备的安装地点宜有路灯等辅助光源，或根据实际情况增设夜间稳光光源以减少抓拍图像时补光灯等对车辆驾驶员的影响。 u管理平台规范 统一数据接口，向全省“大治安卡口”联网共
7、享转化，实现“一点布控、全网 响应”。 应依托省、市、县三级监控中心平台，通过建设同级的卡口集成平台，实 现对辖区卡口号牌系统采集的机动车数据的布控、管理等功能。上级卡口 集成平台应能对下级卡口集成平台实现统一管理，省级卡口集成平台应能 实现对全省治安卡口系统的统一管理。各级卡口集成平台由同级指挥中心 负责日常运作和下达布控、出警指令，以形成有效的拦截工作机制。 根据“金盾工程”总体规划，从安全、稳定、可靠、易扩展的角度考虑，卡 口号牌系统软件必须基于J2EE开发体系的B/A/S架构实现，采用国产主流 linux平台，国产中间件，数据库选用MySQL5.0以上企业版或Oracle8.0以上 版
8、本。相关规范介绍（二）u系统指标要求： 捕获率：在监控区域内对0km/h140km/h行驶的车辆图像捕获率应99%；在监 控区域内对140km/h240km/h行驶的车辆图像捕获率应95%。 识别率：全天应95%， 识别准确率：全天应93%， 图片质量：车辆前排司乘人员面部信息抓拍图像的5级图片比例应90%； 当5级图片比例85%而90%时，则4级图片比例必须10%；当5级图片比例 85%或出现3级以下（不含3级）图片时，则该项指标判定不达标。 车头车尾同步抓拍率：99% 测速误差：30 km/hv120 km/h，5%；120 km/hv240 km/h，8% 存储时长：各地要求不一，但必须
9、要达到90天以上。 MDBF:无故障持续运行时间，一般只对系统服务器、工控机作要求。相关规范介绍（三）u数据格式方面 图片要求 存储图像为JPEG编码格式，应符合ISO/IEC 15444:2000的要求，压缩因子不高于70 ；单个存储图像文件大小原则上1.5MB。 图像存储的命名规则a）目录命名规则目录命名由年月日时和卡口编号组成。yyyy（年）/mm（月）/dd（日）/hh（小时） /DDDDDDDDDDDD（卡口编号12个字节）示例：2007/12/23/22/123457890ab，即2007年12月23日22点1234567890ab号设备的图像目录。说明：上述时间以24小时计时，月
10、日时均采用两位表示，不足两位时前位补0。b）图像命名规则图像命名由时分秒毫秒和图像编号组成。hh（时）mm（分）ss（秒）MMM（毫秒）rr（图像编 号）.jpg示例：06032512201.jpg，即6时3分25秒122毫秒第一幅图像。说明：上述时间以24小时计时，月日时分秒均采用两位表示，不足两位时前位补0；毫秒采用三 位表示，不足三位时前位补0。c）卡口编号规则行政区划代、设备编码、方向码行政区划代码按照GB/T2260-2002编码；设备编码和方向码由各地级以上市公安局视频办统一编 码，并报广东省公安厅视频办审核。 u 数据库表格式 参见广东省治安卡口视频监控系统建设规范7.1.1 车
11、辆信息数据库表格式第二章 系统组成 卡口前端层 卡口应用层 卡口基层中心层 卡口中心层 前端系统 传输系统 中心管理系统 卡口分层 卡口分部卡口分层u卡口前端层 指的是在治安卡口现场安装布置的卡口前端应用系统，主要由车辆检测、图像采集（控制）、数据发送等单元组成。 u卡口应用层由号牌识别、数据存储等单元组成。卡口应用层宜布置在卡口基层中心，也 可根据实际需求布置在与卡口前端层相连的视频监控专网内任意节点上。 u卡口基层中心层由车辆布控、WEB查询、数据比对、监测报警、数据存储、数据检索等单元 组成。卡口基层中心层在小规模的非联网治安卡口系统中可以不单独设立，其 功能应相应合并到卡口中心层。卡口
12、基层中心层可以是多层的结构，也可根据 实际需求灵活布置。 u卡口中心层由车辆布控、WEB查询、数据处理、数据存储、设备状态监控、设备报修、 卡口系统数据库、相关联数据库通用接口/数据网关、联网系统集成管理平台等 单元组成。当不设立卡口基层中心层时，卡口中心层还应具备数据比对、监测 报警等功能。卡口分层u卡口分层结构示意图卡口分部u前端系统就是卡口分层结构里德卡口前端层，包含车辆检测子系统、高清拍照子系统、高清录像系统、测速子系统、补光照明子系统等。 u传输系统传输系统就是传输网络，是卡口前端与后台连接的桥梁，目前大多数卡 口系统为中心存储、控制识别系统，离开了传输网络，前端系统将不再工 作，系
13、统就会陷入瘫痪状态。 u中心管理系统中心系统主要有服务器、相关联数据库通用接口/数据网关、存储设备 、交换机以及识别仪组成、联网系统集成管理平台等单元组成。通过软件 系统，实现车辆布控、WEB查询、数据处理、数据存储、设备状态监控、 设备报修、数据比对、监测报警等功能。卡口分部u卡口分部结构示意图第三章 关键技术浅析图像采集方式介绍补光方式介绍测速实现方式介绍识别技术介绍错帧的存在及解决措施常见卡口前端介绍图像采集-线圈检测u线圈检测触发 原理：车辆检测器与埋在道路中间的线圈连接，车辆经过线圈后电感量发 生变化，检测器内部电路震荡频率随着线圈电感量的变化而变化，达到一 定阀值输出触发信号。（更
14、深的研究请了解磁生电、点生词以及楞次定律方面的理论） 特点：检测精度高（99%）、可靠性好、成本低、不受天气等环境影响。 但施工复杂、受道路条件影响大，测速误差大。特殊环境不能切割线圈， 存在一定程度的邻道干扰。 实现功能：车辆检测并触发抓拍、车流量和道路占有率、车类型识别、 测速。图像采集-线圈检测u施工注意事项： 50公分范围内不能有大量金属 1米范围内不能有强电 多个线圈间的距离要尽量大 深浅和宽度要均匀一致，尽量避免 忽深忽浅、忽宽忽窄。u施工注意事项： 环境干扰严重 线圈切割质量问题 馈线过长，且绞辨密度不够或不均匀 车辆检测器精度不够 车速太快，超过180km/h 车底盘太高，感应
15、不到涡流图像采集-视频检测 u视频检测触发 原理：和摄像头构成检测系统，通过摄像机录取的场景传给车辆检测设备 。因为镜头抓拍场景固定，所以在画面上画一道圈，相当于在相机耙面上 画了一个线圈，俗称“虚拟线圈”。只要检测到有车辆进入该线圈，将会输出 信号启动触发抓拍行为。新一代视频检测是一种结合视频图像和电脑化模 式识别，通过视频摄像机和计算机模仿人的眼睛的功能为实际应用提供实 时交通信息的先进技术。 特点：视频检测最大的优点就是安装方便，便于施工，适应一些特殊场合 检测要求，检测面大、维护方便、检测参数丰富、便于功能扩展。缺点受 天气影响的因素较大，检测精度不高。包括车辆检测受到天气和光线的影
16、响，车辆间阻隔汇聚和车辆的阴影等问题影响车辆的跟踪和计数。但随着 视频图像处理技术日渐成熟，稳定性日益提高，是发展的趋势。图像采集-视频检测硬件视频检测方式软件视频检测方式软件设置界面u应用领域 高速公路、城市快速路交通参数的实时采集与分析； 交通事件的检测，包括车辆的逆行、违章转弯、变道、闯 红灯以及违章停车等； 城市道路交叉口的交通监视与信号控制； 城市交通规划、城市交通诱导与信息系统； 隧道的交通监控。 图像采集-微波检测u微波检测 原理：侧挂投射在扇形区域内发射连续的低功率调制微波，并在路面上留 下一条长长的投影。根据被检测目标返回的回波，驱动触发抓拍信号给相 机，并测算出目标的交通信息。 特点：这种检测方法是非接触遥控测量、响
