1、#*宇视高清智能卡口解决方案浙江宇视科技有限公司#*目 录1系统总体设计 .31.1. 统整体设计 .31.1.1. 前端采集子系统 .31.1.2. 网络通信子系统 .41.1.3. 中心管理子系统 .41.2. 系统功能设计 .51.2.1. 系统功能汇总 .51.2.2. 系统性能指标 .61.2.3. 关键技术分析 .72. 系统特点优势 .92.1. 高清晰图像效果 .92.1.1. 双处理器工业摄像机 .92.1.2. 多模式一体成像技术 .102.1.3. 内置光学和防尘设计 .102.1.4. 自动强光抑制设计 .102.2. 偏振镜自动升降 .112.3. 系统高度智能化 .
2、112.4. 同步支持视频流 .112.5. 数据 ISCSI 直存 .122.6. 系统一体化设计 .122.6.1. 硬件的一体化 .122.6.2. 软件的一体化 .122.6.3. 三级独立作战 .132.7. 多车牌同步识别 .132.8. 信息全覆盖功能 .132.8.1. 全对象监控 .142.8.2. 全区域监控 .152.8.3. 全时间监控 .152.9. 系统高稳定可靠 .152.9.1. 前后端双冗余模式 .162.9.2. 工业级软硬件平台 .162.9.3. 专业电气安全设计 .162.9.4. 补光方式科学有效 .172.10. 安装维护方便 .182.11. 前
3、端节能环保 .182.12. 平台多业务融合 .182.13. 系统多级联网 .192.14. 专业的解决方案 .193. 实拍图片 .20#*1 系统总体设计 1.1. 统整体设计整体系统由前端信息采集子系统、网络通信子系统、中心管理平台子系统三部分组成。前端采集子系统完成检测判定、图像采集、图像处理、车牌识别、图像存储、事件检测和图像传送等功能；网络子系统完成将采集的信息传输到中心管理子系统的功能；管理子系统完成记录的查询、布控、统计、轨迹分析、视频关联、设备管理、数据的存储及共享、权限控制，日志审计和平台对接等功能。1.1.1. 前端采集子系统前端子系统主要由高清摄像机单元、补光单元和供
4、电辅件等组成。高清摄像单元分为卡口摄像机和监控摄像机，根据本次项目的需求，卡口摄像机部署 4 台，监控摄像机部署20 台，全部采用高清网络摄像机。卡口摄像机完成记录车辆的车牌信息、机动车违章行为检测、补光灯控制、违章记录本地储存、相关信息上传等任务。主要部署在磅的前方，对#*过磅车辆进行信息采集；监控摄像机完成对车辆的行驶信息的记录。监控摄像机部署在大门、磅前后及煤场大门处，分别对车辆的载货情况、司机或其他车辆是否在磅、车辆的进出情况进行视频监控。前端采集系统主要功能为信息采集和处理，采集并记录所有经过本断面的机动车、非机动车和行人的图片和数据信息，通过视频分析技术获取车辆的经过时间、地点、车
5、牌号码、车身颜色、车辆内部特征等信息，并完成图片信息识别及通过网络向中心管理平台传送数据等功能。对正常经过的车辆进行记录并且车牌识别，对违章事件进行检测，记录和报警、并与信息中心通讯。1.1.2. 网络通信子系统完成前端采集子系统与中心子系统之间的数据传输。将前端采集的各种数据、图片及视频流实时的传送给后端，满足系统对前端系统内的各种数据的调用和指令传送，操作人员通过平台软件对前端设备进行远程管理、状态监测及设备参数设置等。系统提供百兆的以太网口用以传输系统前端设备记录的违法车辆信息，根据现场的工堪采用光纤链路的方式进行数据的传输，在卡口处配备交换机，其他摄像机直接采用光纤+光电转换器的方式接
6、入，大大的增加了系统的健壮性和节省了网络资源。1.1.3. 中心管理子系统中心子系统是整个系统的核心业务，是用户访问整个系统的窗口。主要由设备接入、数据存储、集中管理、平台对接和用户应用四大块组成。主要实现前端数据的接收与存储、设备的管理、数据的应用、各级平台之间的对接等功能。完成图片和数据信息的接收、处理及存储，实时显示系统中各设备的状态以及对系统的日常管理；根据实时车辆信息，进行数据的查询、黑名单比对、套牌车检测、行驶轨迹分析、跟车关联分析等业务处理，完成对车辆布控等实战功能，为业务分析提供参考依据。管理平台组网图如下:#*1.2. 系统功能设计1.2.1. 系统功能汇总功能项目 描述车辆
7、捕获功能 高清记录功能 自动偏振功能 视频测速功能 视频录像功能 超速记录功能 逆行判定功能 压线判定功能 智能补光功能 车牌识别功能 车身颜色识别 车标识别功能 视频分析功能 前端存储功能 断点续传功能 远程管理功能 图片防篡改功能 一体化设计功能 视频接入功能 图片视频融合 #*权限管理功能 日志审计功能 分级分域功能 数据查询功能 布控报警功能 流量统计功能 系统报警功能 轨迹跟踪功能 关联分析功能 套牌检测功能 报警联动功能 电子地图功能 多级联网功能 案例管理功能 系统校时功能 设备管理功能 通讯管理功能 安全管理功能 性能管理功能 系统维护功能 1.2.2. 系统性能指标技术项 参
8、数指标记录像素 200 万像素,分辨率 16001232 或 1920*1088图片格式 JPEG，符合 ISO/IEC 15444:2000 的要求视频检测捕获率 95%可检测车速范围 3180km/h视频测速 相机内置视频测速功能驾驶员人像捕获 捕获率90 ，可识别率95号牌识别率 白天98%，夜间97%号牌识别准确率 白天95%，夜间95%车身颜色识别率 识别率70%防护等级 IP66供电电压 220VAC20%，50Hz2Hz环境温度 -4080环境湿度 93%，40平均无故障连续 60000H#*运行时间 MTBF1.2.3. 关键技术分析1、高清晰记录车辆产品设计中，可以清晰拍摄最
9、高时速为 250 公里/小时的违章车辆图片。要想拍摄到清晰的车辆的图像，必须做到：1、镜头对焦准确；2、消除拖尾现象；3、合理适当的补光；4、准确的车辆定位；5、高速触发拍摄；6、高清晰的摄像机；7、准确的曝光控制。2、 “拖尾”现象分析摄像机快门设置不合理导致，摄像机的快门 1/25 秒至 1/30,000 秒，如果快门速度较慢（小于 1/500 秒）时，运动物体在像机快门动作（曝光）时的位移量会被记录下来，造成运动物体发生径向模糊的现象，即拖尾现象，一般解决方法是将快门速度提高至 1/500秒以上固定即可。图像采集的采集方式不合理导致。普通 PAL 制式的摄像机扫描系统是采用隔行扫描方式，
10、每秒钟快门打开 50 次，产生 25 帧图像，而每帧图像由奇数场和偶数场构成的。组成一帧图像的相邻两场图像的时间差约为 20ms，以车速 180 公里/小时来计算，两场图像中的车辆会有 1 米的位移。在观看动态图像时，由于人视觉暂留现象，图像会很流畅。但如果以帧采集的方式获取图片，则会得到一幅由两场组合的图像，画面中的车辆会出现重影，即“拖尾”现象，显然是不可能清楚的。如果车辆在画面中横向移动，这个现象更加明显。解决方案是每次采集只能采集一场的图像，这就使得采集下来图像的真实分辨率最大是768*288 像素。由于我们采用的高清摄像机的扫描系统是采用逐行扫描方式扫描，其采集下来的图像真实分辨率最
11、大是 16161232 像素，远远大于普通监控摄像机，使得车辆的细节更清晰。3、 “空拍”现象分析车辆检测器响应速度慢，图像采集卡同步速度慢，导致系统采集图片时，车牌部分已经离开摄像机拍照区域，发生空拍。本方案采用的车辆检测器响应速度小于 5ms，完全满足拍摄的需要，即使是时速 180 公里的车辆经过，车的最大位移不超过 0.25M。普通摄像机是场同步时序为 20ms，即使是采用响应速度为 5 ms 的检测器，计算机采集图像时也会有可能延时 25ms，这时，时速 180 公里的车辆也会行进了 1.25m，极有可能使车牌离开像机的取景范围。#*本方案设计采用的高清晰工业品质摄像机采用异步触发方式
12、采集图像，即当一有检测器的触发信号，摄像机立即进行异步采集，使得车辆的定位准确，将图像位移控制在最小范围之内。4、夜间补光分析一般卡口的安装地点均为无任何路灯的场合，即使选用超低照度的摄像机，也不能完全看清车辆和车牌，加上卡口系统拍摄的都是车头部分的图像，车辆的大灯对图像的有效性产生直接的影响，因此，有效的补光是解决夜间成像质量的关键。传统的补光方式是采用色温较高的金属卤化物灯，由于拍摄高速运行车辆和抑制车头大灯对图像的影响，一般会采用高速快门的方式，这样就需要功率较高的金卤灯也对现场照明，即不经济也影响驾驶员的视线。本方案设计采用脉冲频闪灯的补光方式，由于像机需采用 1/500 以上的快门速
13、度，这时 CCD 场电荷累积的时间极短，采用高频闪光灯，既减小闪光灯能量损耗，也减少了光污染。5、强光逆光分析一般卡口均采用逆光补偿和强光抑制功能的摄像机来解决逆光和强光问题，但摄像机的逆光补偿和强光抑制功能的起做用需要较长的时间，卡口拍摄中由于车速较快，在摄像机还没来得及调整时车辆已经开过去了，这时拍摄的图像不是太黑就是太亮，对车牌识别造成困难。本方案采用可自动调节控制曝光的摄像机，每次拍摄一张图片时，软件会自动分析图像的亮度和车牌的亮度，当光亮度不合适时，主控机会自动调节摄像机的曝光量，使图像的亮度和对比度达到最佳，进而提高了全天候的车牌识别率。 5、看清人脸分析在逆光或者强光的时，由太阳
14、光线的影响，在车窗玻璃折射出偏振光，这部分偏振光对取清车内人脸信息产品特大的影响，要消除这部分偏振光就需要采用偏振镜等设备，一般厂家会采用 24 小时偏振的效果，殊不知偏振镜是把双刃剑，能再强光或逆光情况下将偏振光滤掉，同样也使整体图像的亮度下降，在外界环境光不足时，拍摄的效果也受影响，本方案采用可自动根据测光控制来驱动偏振镜的升降，在白天强光或逆光情况时，偏振镜自动升起，光学处理和图像处理通过偏振镜将偏振光过滤掉，在晚上时或者光线不足情况下，偏振镜自动降落，不影响图像整体的成像效果，从而保证了图像全天候的一致性。#*6、平台应用便捷、智能化系统支持区县级、地市级、乃至全省范围的数据信息资源共
15、享，完成全网统一自动布控报警，车辆轨迹跟踪，刑侦破案原理数据挖掘，中心应急指挥调动综合警力办案等业务功能。以图形化方式展现各部件的运行状况，分别展示正常、异常、故障等多种状态信息，包括：高清摄像机单元、网络传输设备、平台服务器等，并在各部件单元发生故障时发出报警信息。2. 系统特点优势2.1. 高清晰图像效果卡口首先要有高清晰的图像效果，才能为公安管理部门提供确切的线索，发挥系统效用。宇视卡口在最初设计和项目积累过程中，形成了一套高质量图片记录的优化方面： 采用先进的高清晰度摄像机 多模式一体化成像控制技术 防护罩专业光学设计和防尘结构设计 采用科学的补光方式 抑制车窗反光清晰抓拍驾驶人脸像
16、优秀的工程设计保证最好的效果#*2.1.1. 双处理器工业摄像机系统前端摄像机采用了领先的双处理器设计，将视频采集、编码、主控与智能分析应用分开、双处理器并行工作，实现高效色彩空间转换、图形缩放、解隔行扫瞄与智能视频分析等功能。保障核心的视频编码与智能分析需求获得了充分的运算资源保障，尤其为车牌识别、车身颜色识别、交通行为检测等智能分析应用提供了很好的基础。系统采用 200万像素（分辨率 1616*1232 或 1920*1088）高清晰度工业摄像机。高清晰摄像机输出数字视频信号，图像信号从摄像机到前端中央控制单元输出完全无损该摄像机 RGB 增益可自由调整，采用 CCD 和采用 14 位精度的 AD 转换器，保证在低照度下的清晰成像和高层次感。2.1.2. 多模式一体成像技术 卡口系统安装在户外，成像质量受天气、光线变化及夜间车大灯影响较大，要保证系统全天候、24 小时的正常运行，必须解决各种光线条件下成像问题。系统采用 DSP 作为成像控制单元，在各种不同的环境光照情况下对摄像机曝光及补光方式一体化控制，摄像机根据环境光自动控制曝光和增益等参数，同时根据对应的补光模式进行不同方式的补光。具备视频稳定、面部检测、噪声过滤、自动白平衡、自动曝光以及伽马校正、边缘增强等多项功能，具有雨雪天气、黄昏、逆光、顺光、侧光、高纬度、
