卡口解决方案样本

宇视高清智能卡口解决方案浙江宇视科技有限公司目录TOC\o"1-3"\u1．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. 核心技术分析 72. 系统特点优势 92.1. 高清晰图像效果 92.1.1. 双解决器工业摄像机 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 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. 硬件一体化 122.6.2. 软件一体化 122.6.3. 三级独立作战 132.7. 多车牌同步辨认 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. 先后端双冗余模式 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. 安装维护以便 182.11. 前端节能环保 182.12. 平台多业务融合 182.13. 系统多级联网 192.14. 专业解决方案 193. 实拍图片 20

1．系统总体设计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某些构成。前端采集子系统完毕检测鉴定、图像采集、图像解决、车牌辨认、图像存储、事件检测和图像传送等功能；网络子系统完毕将采集信息传播到中心管理子系统功能；管理子系统完毕记录查询、布控、记录、轨迹分析、视频关联、设备管理、数据存储及共享、权限控制，日记审计和平台对接等功能。前端采集子系统前端子系统重要由高清摄像机单元、补光单元和供电辅件等构成。高清摄像单元分为卡口摄像机和监控摄像机，依照本次项目需求，卡口摄像机布置4台，监控摄像机布置20台，所有采用高清网络摄像机。卡口摄像机完毕记录车辆车牌信息、机动车违章行为检测、补光灯控制、违章记录本地储存、有关信息上传等任务。重要布置在磅前方，对过磅车辆进行信息采集；监控摄像机完毕对车辆行驶信息记录。监控摄像机布置在大门、磅先后及煤场大门处，分别对车辆载货状况、司机或其她车辆与否在磅、车辆进出状况进行视频监控。前端采集系统重要功能为信息采集和解决，采集并记录所有通过本断面机动车、非机动车和行人图片和数据信息，通过视频分析技术获取车辆通过时间、地点、车牌号码、车身颜色、车辆内部特性等信息，并完毕图片信息辨认及通过网络向中心管理平台传送数据等功能。对正常通过车辆进行记录并且车牌辨认，对违章事件进行检测，记录和报警、并与信息中心通讯。网络通信子系统完毕前端采集子系统与中心子系统之间数据传播。将前端采集各种数据、图片及视频流实时传送给后端，满足系统对前端系统内各种数据调用和指令传送，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立等。系统提供百兆以太网口用以传播系统前端设备记录违法车辆信息，依照现场工堪采用光纤链路方式进行数据传播，在卡口处配备互换机，其她摄像机直接采用光纤+光电转换器方式接入，大大增长了系统健壮性和节约了网络资源。中心管理子系统中心子系统是整个系统核心业务，是顾客访问整个系统窗口。重要由设备接入、数据存储、集中管理、平台对接和顾客应用四大块构成。重要实现前端数据接受与存储、设备管理、数据应用、各级平台之间对接等功能。完毕图片和数据信息接受、解决及存储，实时显示系统中各设备状态以及对系统寻常管理；依照实时车辆信息，进行数据查询、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解决，完毕对车辆布控等实战功能，为业务分析提供参照根据。管理平台组网图如下:系统功能设计系统功能汇总功能项目描述车辆捕获功能●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●逆行鉴定功能●压线鉴定功能●智能补光功能●车牌辨认功能●车身颜色辨认●车标记别功能●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●日记审计功能●分级分域功能●数据查询功能●布控报警功能●流量记录功能●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●系统性能指标技术项参数指标记录像素200万像素,辨别率1600×1232或1920*1088图片格式JPEG，符合ISO/IEC15444:规定视频检测捕获率≥95%可检测车速范畴3～180km/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％，可辨认率≥95％号牌辨认率白天≥98%，夜间≥97%号牌辨认精确率白天≥95%，夜间≥95%车身颜色辨认率辨认率≥70%防护级别IP66供电电压220VAC±20%，50Hz±2Hz环境温度-40℃～80℃环境湿度≤93%，40℃平均无端障持续运营时间MTBF≥60000H核心技术分析1、高清晰记录车辆产品设计中，可以清晰拍摄最高时速为250公里/小时违章车辆图片。要想拍摄到清晰车辆图像，必要做到：1、镜头对焦精确；2、消除拖尾现象；3、合理恰当补光；4、精确车辆定位；5、高速触发拍摄；6、高清晰摄像机；7、精确曝光控制。2、“拖尾”现象分析摄像机快门设立不合理导致，摄像机快门1/25秒至1/30,000秒，如果快门速度较慢（不大于1/500秒）时，运动物体在像机快门动作（曝光）时位移量会被记录下来，导致运动物体发生径向模糊现象，即拖尾现象，普通解决办法是将快门速度提高至1/500秒以上固定即可。图像采集采集方式不合理导致。普通PAL制式摄像机扫描系统是采用隔行扫描方式，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。构成一帧图像相邻两场图像时间差约为20ms，以车速180公里/小时来计算，两场图像中车辆会有1米位移。在观看动态图像时，由于人视觉暂留现象，图像会很流畅。但如果以帧采集方式获取图片，则会得到一幅由两场组合图像，画面中车辆会浮现重影，即“由于咱们采用高清摄像机扫描系统是采用逐行扫描方式扫描，其采集下来图像真实辨别率最大是1616×1232像素，远远不不大于普通监控摄像机，使得车辆细节更清晰。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，车牌某些已经离开摄像机拍照区域，发生空拍。本方案采用车辆检测器响应速度不大于5ms，完全满足拍摄需要，虽然是时速180公里车辆通过，车最大位移不超过0.25M。普通摄像机是场同步时序为20ms，虽然是采用响应速度为5ms检测器，计算机采集图像时也会有也许延时25ms，这时，时速180公里车辆也会行进了1.25m，极有也许使车牌离开像机取景范畴。本方案设计采用高清晰工业品质摄像机采用异步触发方式采集图像，即当一有检测器触发信号，摄像机及时进行异步采集，使得车辆定位精确，将图像位移控制在最小范畴之内。4、夜间补光分析普通卡口安装地点均为无任何路灯场合，虽然选用超低照度摄像机，也不能完全看清车辆和车牌，加上卡口系统拍摄都是车头某些图像，车辆大灯对图像有效性产生直接影响，因而，有效补光是解决夜间成像质量核心。老式补光方式是采用色温较高金属卤化物灯，由于拍摄高速运营车辆和抑制车头大灯对图像影响，普通会采用高速快门方式，这样就需要功率较高金卤灯也对现场照明，即不经济也影响驾驶员视线。本方案设计采用脉冲频闪灯补光方式，由于像机需采用1/500以上快门速度，这时CCD场电荷累积时间极短，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、强光逆光分析普通卡口均采用逆光补偿和强光抑制功能摄像机来解决逆光和强光问题，但摄像机逆光补偿和强光抑制功能起做用需要较长时间，卡口拍摄中由于车速较快，在摄像机还没来得及调节时车辆已经开过去了，这时拍摄图像不是太黑就是太亮，对车牌辨认导致困难。本方案采用可自动调节控制曝光摄像机，每次拍摄一张图片时，软件会自动分析图像亮度和车牌亮度，当光亮度不适当时，主控机会自动调节摄像机曝光量，使图像亮度和对比度达到最佳，进而提高了全天候车牌辨认率。5、看清人脸分析在逆光或者强光时，由太阳光线影响，在车窗玻璃折射出偏振光，这某些偏振光对取清车内人脸信息产品特大影响，要消除这某些偏振光就需要采用偏振镜等设备，普通厂家会采用24小时偏振效果，殊不知偏振镜是把双刃剑，能再强光或逆光状况下将偏振光滤掉，同样也使整体图像亮度下降，在外界环境光局限性时，拍摄效果也受影响，本方案采用可自动依照测光控制来驱动偏振镜升降，在白天强光或逆光状况时，偏振镜自动升起，光学解决和图像解决通过偏振镜将偏振光过滤掉，在晚上时或者光线局限性状况下，偏振镜自动降落，不影响图像整体成像效果，从而保证了图像全天候一致性。6、平台应用便捷、智能化系统支持区县级、地市级、乃至全省范畴数据信息资源共享，完毕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。以图形化方式呈现各部件运营状况，分别展示正常、异常、故障等各种状态信息，涉及：高清摄像机单元、网络传播设备、平台服务器等，并在各部件单元发生故障时发出报警信息。系统特点优势高清晰图像效果卡口一方面要有高清晰图像效果，才干为公安管理部门提供确切线索，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优化方面：采用先进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构造设计采用科学补光方式抑制车窗反光清晰抓拍驾驶人脸像先进工程设计保证最佳效果双解决器工业摄像机系统前端摄像机采用了领先双解决器设计，将视频采集、编码、主控与智能分析应用分开、双解决器并行工作，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。保障核心视频编码与智能分析需求获得了充分运算资源保障，特别为车牌辨认、车身颜色辨认、交通行为检测等智能分析应用提供了较好基本。系统采用200万像素（辨别率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增益可自由调节，采用CCD和采用14位精度AD转换器，保证在低照度下清晰成像和高层次感。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小时正常运营，必要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，在各种不同环境光照状况下对摄像机曝光及补光方式一体化控制，摄像机依照环境光自动控制曝光和增益等参数，同步依照相应补光模式进行不同方式补光。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、边沿增强等多项功能，具备雨雪天气、傍晚、逆光、顺光、侧光、高纬度、夜间车头大灯、高速运动等各种抓拍模式，从而保证在各种状况下均能保证获得清晰车辆特性和驾驶人脸相。内置光学和防尘设计摄像机罩前防尘面板嵌入专业光学玻璃，避免了老式防尘玻璃对成像质量影响。机罩内设计有多重隔离板，大大减少粉尘、湿雾、有害气体对设备影响。自动强光抑制设计晚间模式运营时，前置大灯强光会正面照射摄像机，在画面上会产生强烈眩光。会在画面上产生很大光晕。系统对摄像机作必要改进，使摄像机拍摄图片具备独特、效果极佳强光抑制能力，完全克服了大灯眩光导致大片光晕，车辆大灯周边完全看不到光晕；并且画面异常清晰，大大地改进了夜间车辆图像质量，从而保证了夜间车辆牌照辨认率。偏振镜自动升降在逆光或者强光时，驾驶人脸像隐藏在机动车前挡风玻璃之后，前挡风玻璃会反射光线，在车窗玻璃折射出偏振光，给驾驶人面部抓拍制造障碍，系统摄像单元中采用用专业光学解决办法，可自动依照测光控制来驱动偏振镜升降，在白天强光或逆光状况时，偏振镜自动升起，光学解决和图像解决通过偏振镜将偏振光过滤掉，在晚上时或者光线局限性状况下，偏振镜自动降落，不影响图像整体成像效果，同步借助专业补光设备在逆光或强光状况下进行特定范畴补光，多方面保证了图像全天候一致性。系统高度智能化系统拥有双解决器强大硬件平台，前端摄像机除完毕老式图像采集、编码、传播、控制外，在相机中嵌入车牌辨认、车牌颜色辨认、视频检测、视频测速、车身颜色辨认和图像存储等各种智能化应用，系统保证车牌辨认精确率和车身颜色辨认精确率前提下，将大量车辆关联记录（高清图片、高清视频、过车信息、辨认成果）构造数据仓库，并通过软件平台数据挖掘技术进行挖掘分析。更精确地执行套牌车分析、跟车关联性分析等有助于公安破案技术手段。同步支持视频流卡口摄像机单元采用高性能CPU，解决能力强，每台摄像主机在正常抓拍图像同步，可进行实时视频浏览和高清录像，无需增长额外设备，解决了以往仅靠图片导致取证困难、说服力局限性等问题。单车道卡口摄像机单元，辨别率1616*1232，同步视频流在辨别率时可达25帧/秒，在800*600格式时可达30帧/秒。双车道卡口摄像机单元，辨别率1920*1088，同步视频流在辨别率时可达25帧/秒，录像格式1080P/720P可灵活设立。同步系统为保障图像质量清晰和录像效果可用，可对图片采集和H.264录像采用两种不同模式，使得在同一台相机在提供全天候高清晰图片同步提供全天候高质量视频录像。数据iscsi直存前端采集图片或同步视频流，通过支持iSCSI合同直接打包成iSCSI数据包采用裸数据块方式直接写入IPSAN盘阵。系统管理服务器软件进行视频和图片数据管理，实行数据写入过程，可完毕数据实行存储和存储系统动态监控。采用数据块指针纪录技术，实现历史影像资料基于指针数据库检索，检索效率相对基于影像基于文献检索速度从数十分钟提高秒级，同步指针数据库考虑对录像文献采用防篡改或完整性检查办法；支持按图像来源、纪录时间、报警事件类别等各种方式对存储图像数据进行检索，支持多顾客同步并发访问同一数据源。系统一体化设计硬件一体化系统通过将系统构造全集成一体化，一体化重要涉及摄像机单元一体化和主机箱一体化。其中摄像机单元中，涉及电源空开、网络防雷、摄像机，摄像机测光控制单元、测光驱动单元、防尘解决，偏振镜和电扇等；主机箱一体化中，涉及接线模块、供电模块、防雷模块、外围通讯设备嵌入等。通过一体化设计，在提高系统稳定性同步使得现场使用更加以便。相机单元如图：软件一体化系统采用ARM+DSP嵌入式架构和linux系统，系统内置视频检测算法、车牌辨认算法、车身颜色辨认算法、视频测速算法和防篡改算法等高科技技术。在图像采集同步能及时对数据信息进行解决，使得整个卡口系统变更加简朴，同步缓和了后端服务器压力。将系统前端应用软件和算法全集成相机里，相机从图像采集、解决、检测辨认、存储和传播于流水线完毕。三级独立作战在高可靠思路引导下，系统设计中采用了三级布置设计，即三级单独作战设计。前端摄像机单元是最小单独作战单元，独立摄像机单元就可完毕从检测解决到传播存储所有功能，在网络故障或机房维护过程中，前端卡口可以单独运营；前端+通信服务器是二级单独作战单元，此设计在客户不需要管理状况下，卡口系统能独立在后端完毕数据传播和存储等功能；整个卡口系统是第三级独立作战单元，系统可以单元运营，同步也可以兼容接入各级平台。多车牌同步辨认车牌辨认不是一项孤立技术，而是与实际应用结合紧密，市面上某些车牌辨认技术将注意力仅仅放在辨认率上面，对于多车牌辨认能力鲜有提及，而对于卡口监控多车道、画面中同步浮现各种车辆状况时，就需要系统具备多车道、多辆车同步号牌辨认能力，否则就会漏车、漏辨认现象。浙江宇视充分考虑到系统应用各种实际状况，针对多车道、多辆车同步号牌辨认也进行了专门设计。不同于其她厂家机器学习和模式辨认等算法，系统采用是最先进视觉分析算法，不但可以在极短时间内对画面中所有车牌实现迅速定位、迅速辨认并输出辨认成果，并且同样可以保证极高车牌辨认率。系统车牌辨认技术具备较高辨认像素、角度容忍度，辨认车牌大小范畴可达到75像素到220像素；支持辨认车牌存在一定限度倾斜，倾斜±15°以内都可以正常辨认。这样对于车牌大小、车辆出当前画面中远近、偏斜位置具备良好适应能力，极大地提高了系统实用性。信息全覆盖功能与以往交通管理部门主导卡口系统不同，本次建设高清图像卡口系统为了满足公安各部门业务需求，最重要是包括尽量也许多信息“全覆盖”功能，这里“全”至少涉及三个方面：“全”对象监控：对通过监测区域所有对象，涉及机动车特性、机动车驾驶人、非机动车、非机动车驾驶人、行人，都可以清晰捕获。“全”区域监控：对所有公安业务所关怀区域，如主干道、隧桥、各省区县接口、交叉口以及其她重要场合进行全面覆盖。“全”时间监控：对通过外场设备记录下来信息，不但可以进行实时信息监控报警，还能通过查询和数据挖掘手段进行历史信息回溯以及对该信息进行有效解决分析。全对象监控全对象监控指是对行人、非机动车，机动车都可以全面抓拍，并且可以清晰辨别车辆特性和人员脸像。同步对公安所关怀犯罪车辆特性进行优化，对于涉案车辆特殊行驶轨迹（碰见红灯不断车右拐，跨线行驶等）和特殊车辆（摩托车、三轮车）具备应对手段，可以实现对人、车全面监控。解决跨线变道问题：解决压线逆行问题非机动车、行人抓拍：全区域监控公安部门在空间上要实现分层、分级布控，在覆盖区域周边形成坚实防控屏障，在区域内形成疏而不漏防控网络，并在特别关注地点辅以专项监控，达到嫌疑车、嫌疑人信息层层筛选，精准定位目的。全时间监控采集到有用信息有一种“生命周期”问题，即在实时显示有用信息基本上，能否对其进行分析报警，在历史记录里与否可以回溯，采集到该有用信息之后“下一步”如何操作。只有真正将有用信息全生命周期管理起来，才干进行信息关联分析，挖掘更多公安业务线索。系统高稳定可靠高清图像卡口系统作为关系到整体治安防控形式核心性因素，系统必要稳定可靠，涉及如下特性：先后端冗余模式双检测冗余方式（线圈+视频）前端工业级软硬件平台全总线模块化设计和整体散热设计电气安全先后端双冗余模式当前网络高清卡口有两种技术路线，一种是主控机布置在现场先后端模式，一种是主控机布置在后台后端模式。本方案支持前端相机SD卡+后端磁盘这列双冗余模式存储，因素如下：由于公安卡口图片也许牵涉到核心线索，因而不能有任何漏掉和丢失，后端模式在通讯故障状况下也许导致不可挽回后果。实现卡口数据异地冗余备份，防止由于数据集中存储导致不可恢复数据丢失。后端模式把系统风险集中在通讯某些，而先后端模式是将风险分散，某些设备故障不会影响卡口核心数据采集。工业级软硬件平台为了适应前端环境条件，外场设备软硬件平台均需达到工业级水平。摄像机采用无金手指接插件，所有采用钽电容，机壳表面散热形式（无电扇设计），可以在野外高污染、多尘、高温恶劣环境下长时间可靠工作。外场设备操作系统采用经裁剪Linux系统，以电子盘方式存储，开机运营释放到内存，具备速度快，资源运用率高，稳定可靠，无病毒，防侵入长处，并且在断电恢复后可以迅速自启动。系统防护罩单元防护级别IP66，全套部件温度范畴达到-40℃～+80℃，完全合用于各种复杂环境。专业电气安全设计系统硬件同步具备过载，漏电和短路保护装置，使用迅速熔断器来保护内部电路，外壳等金属零部件均与保护接地端子连接并保证各部件接地持续性，具备专门保护接地端子。系统进线电源采用空气开关和迅速熔断器作为过载、漏电、短路保护装置。室外设备使用避雷器与防雷接地作为防止雷击保护办法。补光方式科学有效补光与光学控制不佳会导致一系列问题，曝光、补光控制问题：逆光效果，整体图片亮、暗不均，核心信息较暗；车牌看清，车中人无法辨认；产生光斑，影响辨认效果。要使摄像机成像清晰，必要在环境光照局限性或者环境光源过亮状况下使用辅助光源进行补光。当前市场上常明灯或疝气大灯爆闪方式挥霍能源，并且对驾驶员视力导致干扰，影响正常驾驶，对环境形成光污染。系统同步具备高频脉冲补光和高亮LED补光两种当前业界先进补光技术，适合于不同环境下进行车辆号牌、车身轮廓、机动车驾驶人、非机动车、行人补光。高频脉冲补光技术不同于普通闪光灯，脉冲时间1/3毫秒，仅为普通闪光灯1/10；亮度高，色温高达5600K，图像色彩还原性好。产品使用寿命长，其寿命可达到300万次，对系统成像质量保证，且节约能源、质量可靠。用于机动车整体补光，可以清晰辨认机动车驾驶人。高亮度LE既节约了资源，避免挥霍，同步使得安装使用更加便捷。采用特殊光谱高亮LED灯，在车辆、非机动车和行人通过时，提供瞬间高亮