智能交通产品方案(5)

2.3 发展趋势

2.3.1 高清化

从违法行为取证的合规性、违法行为记录的全面性与完整性、对于路口通行状况细节信息辨认的需求等角度来看，电子警察系统前端设备的高清化都是大势所趋，获取高质量的信息能够为系统后端的各类应用奠定良好的基础。

2.3.2 集成化

实现由工业控制计算机作为系统处理核心向嵌入式一体化设备功能集成的方向转变，实现ISP图像处理、视频分析、车牌识别、车身颜色识别、行为检测等关键技术在电子警察系统前端摄像机内的集成，对于简化系统前端结构、便利施工与维护、减少故障点、提升系统前端整体稳定性与可靠性都具有非常重要的意义。

2.3.3 网络化

网络化包含两层含义，一是区域系统的网络化，旨在满足特定区域如某个城市的交通管理需求；二是跨区域联动的网络化，实现省际乃至全国范围内的信息与资源共享，联动应用。这将随着电子警察系统应用的不断延伸和扩展而演变为现实的需求。

2.3.4 智能化

电子警察系统的智能化体现在系统前端功能和系统后台应用两个方面，前者要求电子警察系统除了实现单一的闯红灯抓拍功能以外，还要能实现卡口、禁左、禁右、压线、变道、逆行等行为的全面记录，同时具备车牌识别、车身颜色识别、视频分析等综合智能化功能；后者要求电子警察系统不仅仅是一个违章处罚系统，更要逐步向交通诱导管理的方向演进，以智能化的应用切实提升道路交通管理水平，为方便公众出行服务。

第3章 整体设计

本系统采用纯视频检测方式，自动对视频流中运动物体进行实时逐帧检

测、锁定、跟踪，根据车辆运动轨迹判断车辆是否违章并进行记录，无需破坏路面、埋设线圈。系统采用200万CCD高清一体化摄像机为采集主体，单台摄像机覆盖单向2车道；采用500万CCD高清一体化摄像机为采集主体，单台摄像机覆盖单向3车道；同步支持LED频闪灯进行夜间补光。设备稳定，结构简单，便于安装维护。

系统整体分为三部分：前端采集部分、网络传输部分和中心管理部分。整体框架图如下：

系统整体结构示意图

3.1 前端采集子系统

数据采集子系统主要由图像采集设备（高清摄像机）、辅助光源（补光灯）、

网络传输设备（光端机或光纤收发器）等组成，完成红绿灯状态检测、机动车违章行为检测、违章图片抓拍、补光灯控制、违章记录本地储存、相关信息网络上传等任务。

高清抓拍摄像主机：本系统采用200万或500万像素高清抓拍摄像

主机，图片分辨率高达2448×2112（含OSD信息）。单台高清摄像

机可覆盖2或3个车道，提供红绿灯检测、车辆检测及高清录像的

视频流。

补光灯：辅助光源包括LED频闪灯补光。

LED频闪灯为视频与图片抓拍补光，其光敏控制模块设计可自动启

动，当环境光低于预设亮度，光源自动打开，为摄像机补光，保证夜间

的摄像效果。发光器件为大功率LED，寿命在额定功率下达到30000小

时。

LED频闪灯补光方式安装调试简单，节约成本，同时不会对驾驶员

造成太大的干扰，也不会带来光污染。

智能终端管理设备：采用嵌入式高性能处理平台，内置大容量硬盘，

可接收来自高清摄像机的JPEG流、H.264视频流，并进行图片、录

像的前端存储。支持200万、500万高清监控摄像机的接入，具有

图片断点续传、图片录像检索等功能。

网络传输设备：包括交换机、光纤收发器等，承担将前端设备记录

的车辆违法信息传输到后端管理中心的任务。

3.2 网络传输子系统

主要承担将前端设备记录的车辆违法信息传输到后端管理中心的任务，同时操作人员在中心平台应用远程管理软件通过该网络可对前端设备进行远程管理、状态监测及设备参数设置。该传输网络可以采用数据专线、宽带网络、光纤网络、无线GPRS/CDMA等方式。如果与视频监视系统共用光端机，可采用数模复用光端机，即在一根单模光纤上传输视频监控系统前端摄像机的视频信号及控制信号，同时提供100M的以太网口用以传输系统前端设备记录的违法车辆信息。

3.3 中心管理子系统

中心管理子系统主要由设备接入、数据存储、集中管理和用户应用四大块组成。主要实现前端数据的接收与存储、前端设备的管理、数据的应用等功能。

从系统的可用性和可扩展性上考虑，整个系统采用C/S和B/S相结合的模式。C/S模式可以提供友善的用户界面和方便的设备管理功能，B/S增强了系统的可部署性和可用性。结合两种模式的优点可以将整个系统的可用性提升到一个新的高度。数据库服务器为功能强大的ORACLE 11G数据库，提高数据的可操作性。

在中心系统中可以查看各设备实时上传的图片信息，实现对路面的实时图片监控。通过客户端可以完成设备参数的设置，实现远程升级和系统维护。

第4章 详细设计

4.1 系统原理

4.1.1 系统工作原理

系统中主要设备由嵌入式一体化高清摄像机、补光单元、网络传输和中心管理等部分组成，系统核心设备为嵌入式一体化高清摄像机，该摄像机为我公司自主研发，具有完全自主知识产权，集抓拍、控制、识别、录像、压缩、传输于一体。具有先进的视频检测功能，可以对视频图像进行逐帧识别，同时自动匹配对应车道，对过往车辆进行轨迹跟踪并做行为判断，如有违章车辆即进行抓拍、车牌识别、录像、存储，处理结果上传到后台。同时系统兼顾卡口功能，即绿灯正常行驶的车辆，系统也可以进行记录。

系统原理图

4.1.2 视频检测原理

4.1.2.1 车辆检测原理

采用基于运动检测的车辆检测方法，其核心原理是通过学习建立道路背景模

型，将当前帧图像与背景模型进行背景差分得到运动前景像素点，然后对这些运动前景像素进行处理得到车辆信息。该方法效果的优劣依赖于背景建模算法的性能。整个检测过程分为以下几个步骤：

1、由高清摄像抓拍主机获取实时的视频流。

2、利用背景差分算法检测运动前景。首先通过初始多帧视频图像的自学习建立一个背景模型，然后对当前帧图像与背景模型进行差分运算，消除背景的影响，从而获取运动目标的前景区域。

3、根据背景差分运算中运动目标检测的结果，有选择性地更新背景模型，并保存背景模型。

4、过滤噪声，并获取准确的车辆位置。

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