IS3032LN01汽车牌照识别器应用系统之高速公路收费领域项目解决方案

..../IS-3032LN/01汽车牌照识别器应用系统之高速公路收费领域解决方案目录第1章概述 51.1应用背景 51.2系统现状 51.2.1图片清晰度不高 51.2.2稳定性不够 51.2.3牌识率偏低导致收费站工作效率低 61.3设计目标 61.4设计原则 61.5设计标准 8第2章系统总体设计 102.1设计思路 102.2系统结构 102.2.1系统结构框图 102.2.2系统组成 112.2.3系统现场布局图 132.2.4系统在收费系统应用示例 142.2.5系统现场安装实景图 162.3系统功能 162.3.1设备主要功能 162.3.2设备在收费系统中的应用与实现方法 172.4系统特点 192.4.1独立的完全嵌入式处理系统，极大的提高了系统处理性能 192.4.2采用图像采集和识别处理一体化的智能高清摄像机 202.4.3采用以太网口、TCP/IP协议与数据安全 212.4.4高清晰成像，全天候清晰辨别车头全貌 212.4.5高牌照识别率 222.4.6车牌识别系统独立性高 232.4.7具备先进的图像匹配算法 242.4.8如有新标准牌照种类出现，升级快 242.5系统实拍图片 32第3章系统详细设计 353.1系统设计原理 353.1.1车辆检测单元 353.1.2抓拍单元工作原理 353.1.3系统主要设备选型 373.2系统接口 403.2.1收费软件接口的要求 403.2.2接口方面的解决方案 413.3技术比较 423.3.1与标清汽车牌照识别器的比较 423.3.2智能闪光灯与智能LED补光灯的比较 44第4章主要技术参数 464.1综合技术指标 464.2抓拍车辆图像指标 474.3号牌图像指标 474.3.1号牌二值化图像指标 474.3.2号牌彩色图像指标 474.3.3号牌灰度图像指标 484.4号牌信息指标 48第5章设备清单 495.1IS-3032LN/01汽车牌照识别器单套设备清单 49图表目录图表1高清车牌识别系统构成框图 11图表2系统组成结构示意图 11图表3系统现场布局图 13图表4入口车道设备构成图（红色矩形框标注高清车牌识别器系统） 14图表5出口车道设备构成图（红色矩形框标注高清车牌识别器系统） 15图表6系统现场安装实景图 16图表7智能高清摄像机对各种车型拍摄的图像效果（LED灯模式） 21图表8高清摄像机对各种车型拍摄的图像效果 34图表9数据流向示意图 35图表10高清汽车牌照识别器抓拍照片 43图表11标清汽车牌照识别器抓拍照片 43图表12高清汽车牌照识别器智能闪光灯抓拍照片 45图表13高清汽车牌照识别器智能LED灯抓拍照片 45概述应用背景近年来，随着经济的快速发展，高速公路通车里程迅猛发展，随着路网的扩大，单行通行费的增加，高速收费系统中存在着一些问题：如司机之间换卡等，造成通行费流失；收费员作弊降车型，甚至串通买卖通行卡等，造成通行费流失；收费员手输车牌，工作量大，且容易出错；免费车、黑车没有信息化管理等问题。在高速公路的出入口收费站安装汽车牌照识别器系统可以解决上述问题：防止司机之间换卡，避免通行费流失；车牌信息自动识别，收费员校核，避免出错；减少汽车在收费站的通行时间，提升收费管理系统技术含量和防止卡流失、换卡、漏费、舞弊，降低人为因素影响，改善服务质量。系统现状现有全国高速公路收费站建设的车牌识别系统大多数采用标清摄像机加DSP板卡处理模式，图片清晰度不高，系统识别性能低，仅能防止倒换卡，不能解决其倒换卡的同时换车牌的问题，并且系统环境适应性弱、安装维护成本高。尤其是DSP板卡模式占用车道控制机较多系统资源，影响系统的稳定性。正因为全国高速公路车牌识别系统建设目前呈现出的现状，导致了种种技术和规划部署上的问题，这些问题日益凸显，亟待解决。1.2.1图片清晰度不高标清摄像机拍摄的图片清晰度最高为720×576，所能容纳的视频信息很少，由于图片清晰度不够，会影响车牌自动识别的准确率。1.2.2稳定性不够传统牌照识别系统中多为标清摄像机加DSP、工控机处理模式，板卡占用了车道控制机的硬件与计算资源，系统响应慢，拖慢了整个收费流程，在恶劣环境中运行不够稳定，尤其是因高温引起的死机现象时常发生，这样情况下车牌识别系统就不能独立运行。1.2.3牌识率偏低导致收费站工作效率低收费站系统效率的提高取决于车牌识别的准确率，因抓拍照片模糊导致车牌识别准确率下降，进而导致系统识别精度下降。这将严重影响到与时、准确、有效地进行通行车辆管理，甚至造成交通费用的流失。1.3设计目标IS-3032LN/01汽车牌照识别器应用系统主要应用在高速公路收费领域，系统设计要求如下：采用高清摄像机方式提高图片清晰度与车牌识别准确率；高清摄像机部集成高速DSP芯片替代标清摄像机加后端处理模式进行视频图像采集、识别、处理等；车牌识别软件不断更新，车辆捕获率达到99%，整牌识别率达到95%，识别车牌类型不断增加，可以识别军车、民航车等特殊车牌；智能补光灯选用智能LED频闪灯，系统可以高清晰成像，全天候清晰辨别车头全貌，有效防止倒换卡或者换卡的同时换车牌现象。1.4设计原则车牌自动识别系统是整个高速公路智能监控领域重要组成部分，其设计原则必须建立在整个系统的总体规划基础之上。考虑到交通部门工作的特殊性，以与高速公路机电系统自身的特点，本方案系统设计过程中将严格遵循以下原则：经济性在整个系统的方案设计过程中，始终坚持性能价格比最优的原则。在实用性、先进性和充分满足系统功能要求的基础上，采用成熟的系统和技术，尽可能降低用户的投资。在设计此方案时考虑了设备的可靠与稳定，减少用户的维护费用，延长设备的使用寿命。开放的系统也给用户带来许多扩展功能，减少重复的投资。可靠性系统的可靠性是指系统抵御外界干扰的能力与受外界干扰时的恢复能力。鉴于本系统的应用性质，其运行可靠性必须得到绝对的保证。所以系统在产品选型上充分考虑了这一点，选用一些可靠性、稳定性强，能够适应野外恶劣环境工作的产品，同时采取有效的防雷、接地、稳压等措施。系统选用的摄像机、镜头等关键元器件都采用国际著名企业的原装产品，使用的电气接线端子、过载、漏电与断路保护装置、熔断器等装置均符合国家有关电气安全标准要求。这些方面的考虑为本系统的正常运行提供了重要保证。开放性必须符合有关国际通用标准、协议或规，国家与部颁标准与规定的要求；要从技术和管理体制上保障信息共享和综合利用，要求系统的操作平台、通讯接口与协议等符合标准、开放、公开，可实现互联互通并支持二次开发或功能调整，可根据用户需求与收费系统互联。先进性在进行本系统方案的设计时，是本着先进性与适用性相结合的原则的。即在系统总体方案设计时思路超前，在总体规划时采用先进技术。关键设备采用国外与国的先进设备，以确保满足以后不断发展的需要。同时，不盲目地追求先进性而采用一些华而不实的产品。考虑到系统的发展和推广价值，它在任何一个细节上的先进性，都将在本系统的设计过程中体现，因为它将直接影响到系统的生存寿命。例如，本系统对摄像机、辅助光源进行了智能化控制以求获得最佳的拍摄效果，确保系统在全天候条件下性能稳定。兼容性设备的产品化程度高,系统遵循统一的标准与规,可方便地与各种收费软件进行集成，可实现与人工识别车牌号方式的兼容。可扩展性本系统结构易于扩充各类接口的硬件和软件以与数据容量，存储空间都留有充分的扩展余量，能够适应今后可能出现的系统扩容。易维护性本系统在设计时充分考虑了系统的易维护性，确保系统在使用中出现故障时在最短的时间恢复运行。处理单元随时侦测通讯状态，发现通讯故障立即重新尝试连接并报告状态。实用性在工程设计和实现的过程中，本系统将使用单位的实际需求放在首位，做到灵活、好用，不盲目追求先进性，选择实用性强的系列产品，既可满足当前的需要又可为今后系统扩展留有余地。系统将具有良好的互联与升级能力，遵循最新的国际标准、国家标准和行业标准，遵循开放的原则。提供相关系统设备的技术标准、术语，以与详细的技术资料和操作文档。系统网络结构便于扩充，以适应今后的建设和发展。系统设计尽可能满足用户的使用要求，针对不同的操作使用对象设计用户程序，方便操作人员和管理人员的工作；尽可能地尊重用户单位现有的管理模式和经验，使用户的实际运行惯例得以继承，方便使用。1.5设计标准系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规进行。本系统设计将依据和参照以下的设计规和要求进行：《JT-T604-2004汽车号牌视频自动识别系统》《GAT833-2009机动车号牌图像自动识别技术规》《信息交换用汉字编码字符集基本集》（GB2312-80）《电工电子产品基本环境试验规程》（GB/T2423.1-10）《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》（GA/T497-2009）《道路交通安全行为图像取证技术规》（GA/T832-2009）《机动车号牌图像自动识别技术规》（GA/T833-2009）《安全防工程技术规》（GB50348-2004）《报警图像信号有线传输装置》（GBJ115-87）《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（GB17859-1999）《建筑物电子信息系统防雷技术规》（GB50343-2004）《安全防系统雷电浪涌防护技术要求》（GA/T670-2006）《交通电视监视系统工程验收规》（GA/T514-2004）《安全防工程程序与要求》（GA/T75-1994）《安全防系统验收规则》（GA308-2001）《安全防系统通用图形符号》（GA/T74-2000）除上述规以外的遵循国家现行的其它相关规和标准要求。系统总体设计2.1设计思路近年来高速公路通车里程迅猛发展，随着路网的扩大，单车通行费的增加，利用倒卡、换卡偷逃联网高速公路通行费的现象日益严重。只要能对车辆进行唯一的识别，即对车辆的车牌照进行自动识别，并在路网的任何出入口进行识别对比，倒卡、换卡的现象将有效得到控制。本系统解决方案要实现对每一辆车的车牌进行自动识别，车牌比对、报警在车道收费软件实现，通过智能化处理，缩短收费口的停留时间，提高服务水平。本方案的设计思想是：在入口车道通过车牌照自动识别系统取得车辆的车牌照信息和车牌照二值化图像，由收费系统将识别的车牌照信息写入通行卡中，并且将车辆当前图像抓拍并上传至收费站服务器，而车牌照二值化图像则实时上传至联网收费中心。在出口车道通过车牌照自动识别设备再次识别车牌照并由收费系统软件进行出入口车牌照校验，如果一致则按正常收费流程操作；如果不一致，从中心调出该车的二值化入口图像，与该车进行核对，从而确定该车是否为换卡逃费车，从而防止由于换卡而引起通行费的流失。2.2系统结构2.2.1系统结构框图图表1高清车牌识别系统构成框图2.2.2系统组成高清车牌识别系统由车辆检测单元、高清图像采集识别处理单元与通讯单元组成。实现对通行车辆信息的采集、传输、分析、处理与集中管理。图表2系统组成结构示意图车辆检测单元系统应用当今被广泛使用的、精度最高的地感线圈检测方式作为系统的车辆检测手段。车辆检测器与高清抓拍摄像机之间采用IO控制线方式通信，当车辆通过检测区域时，车辆检测器获取信号并触发摄像机进行过车抓拍。车辆检测单元主要为地感线圈、车辆检测器等设备组成。上图为触发线圈推荐尺寸，一般情况下，线圈触发沿安装在距收费亭边300mm的地方，正好在收费窗口下。左图为推荐车辆检测器型号：NORTECHTD136HI-SCAN。高清图像采集与识别处理单元主要包括抓拍单元、补光单元和立柱单元等装置，智能高清摄像机部集成了工业级逐行扫描CCD和高速DSP芯片，可独立完成整个图像抓拍、车牌识别获取等功能，增强了系统处理能力，使得系统结构清晰简洁，扩展非常方便。通讯单元完成数据信息的传输与交换。主要由交换机以与传输链路组成，完成数据信息的传递、交互。后端收费系统按照统一协议提供一个标准的输入输出接口，将识别结果传输给车道控制机。将识别结果应用于收费系统可实现防止换卡、辅助车型分类、黑车辆管理等功能。2.2.3系统现场布局图图表3系统现场布局图2.2.4系统在收费系统应用示例入口车道设备构成图图表4入口车道设备构成图（红色矩形框标注高清车牌识别器系统）出口车道设备构成图图表5出口车道设备构成图（红色矩形框标注高清车牌识别器系统）2.2.5系统现场安装实景图图表6系统现场安装实景图2.3系统功能2.3.1设备主要功能能够识别符合“GA36-1992”（92式牌照）、“GA36.1-2001”（02式新牌照）、“GA36-2007”（07新标准）的民用车牌照、警车牌照、04式新军车牌照、07式新武警车牌照、民航车牌照等特殊牌照的汉字、字母、数字、颜色等信息；向车道控制机提供牌照信息，即牌照的颜色、汉字、字母和数字；向车道控制机提供抓拍的车辆近景图像一，图像中包含车头全貌特征；向车道控制机提供号牌图像（仅包含汽车号牌元素特征）。2.3.2设备在收费系统中的应用与实现方法防止通行费流失—防止换卡/换卡同时换车牌实现原理封闭式高速公路一般采取“入口领卡、出口交费”的管理模式。在入口处，车道控制机将号牌识别结果和号牌二值化图像写入通行卡中，由司机将通行卡携带到出口处。在出口处，车道控制机自动比对出入口的号牌识别结果和号牌二值化图像，如果发现不匹配，则同时在车道控制机和站级系统报警，提示人工干预处理。处理流程入口流程出口流程封闭式高速公路上，在入口处并不收费，车道控制机接收到号牌识别结果和号牌二值化图像后，与入口数据一同写入到IC卡中，然后由司机将IC卡携带到出口处。收费员操作结束后，由入口车道控制机产生的处理数据（号牌识别结果、入口站号、车型、处理类型、车道号、收费员工号、通过时间等）存储在本地车道控制机的同时实时上传至收费站系统。在出口处，车道控制机将出口牌照识别器识别的号牌与IC卡上的入口号牌比对，如果发现不匹配，则自动调用号牌图像比对模块，比较出入口的号牌二值化图像是否匹配，如果不匹配则在车道控制机上显示出入口号牌二值化图像，同时向站级系统报警。由于实际实施过程中，号牌识别率不可能达到100%，因此必然存在一部分无法通过汽车牌照识别器设备正确识别号牌的车辆,即号牌匹配也不能达到100%，为了弥补这一缺陷，方案设计中采用了号牌二值化图像自动比对技术。同时二值化图像自动匹配技术解决了污损严重的号牌匹配鉴别的难题。系统生成的号牌二值化图像数据量非常小，能够存储到IC卡中，因此，在出入口之间传送号牌图像不需要网络支持，对系统要求低，图像传送安全、快速、可靠。二值化号牌图像自动比对算法图像自动比对是一个相对复杂的技术问题。本系统设计的图像比对主要采用旋转校正、滑动匹配、伸缩匹配等方法来判断两幅图像是否来自于同一个目标。本系统将号牌图像匹配模块封装成一个动态库，由车道控制机的收费软件调用接口函数，完成图像匹配的过程。号牌图像自动比对算法解决了在无法获得可信的号牌识别结果的情况下，出入口号牌信息匹配的问题。由于采用定向反射加自然光进行号牌定位，因此号牌图像定位率高，号牌二值化图像可信，因此，例如在号牌污损比较严重的情况下，利用出入口号牌二值化图像自动匹配有利于弥补号牌识别技术的缺陷。辅助车型分类实现方法在收费站数据服务器上建立号牌和车型对应库，当收费员输入车型后，将通行车辆的号牌和车型传入数据服务器，和库中相应车辆进行比较。处理过程自动建库当车第一次通过时，监控程序将通过车辆的号牌和收费员输入的车型自动存入站数据服务器中的号牌和车型对应库中。自动报警当同一辆车再次通过该站时，监控程序发现此次收费员判断的号牌和车型与对应库中的不符，则自动报警，提醒监控员进行稽查。稽查处理监控员通过看车辆图像和录像，来确定此车正确的车型，并更新号牌和车型对应库。免费车管理建立免费车辆数据库，只有免费车辆数据库中的车辆才能免费放行。黑车管理建立黑车辆数据库，当黑车辆通过出口的时候，系统会自动报警，提示进行相关处理。2.4系统特点2.4.1独立的完全嵌入式处理系统，极大的提高了系统处理性能在传统的模拟系统中，工控机和图像采集卡方式由于受系统底板的带宽、处理器性能、存容量等种种硬件方面的限制，最多只能实时处理4路视频信号。传统的高清系统中采用的是数字摄像机的方式，即系统在车辆经过时将摄像机拍的图片发送给工控机等处理系统进行识别处理和存储等操作，这样在车道数多于1个车道时，对传输和处理设备的要求非常高，很难达到系统的设计处理能力要求。在收费系统中，每过一辆车，系统的响应处理时间很关键，特别是在一些车流量较大的收费站或时间段，如果收费系统响应处理时间慢，就很容易造成车辆拥堵，严重影响正常收费。因此，车牌自动识别系统作为收费系统组成的一部分，且是收费系统流程中排序比较靠前的部分，必须要从最大程度上减少自身的抓拍、识别处理时间，以避免给收费系统造成严重的负担。本系统采用了下列几种手段来保证车牌识别系统的响应处理时间：系统选用了自有国际品质的摄像机，确保抓拍图像响应处理时间快；在视频传输和信号控制上，方案设计时经过比选选用了品质优良、传导性能优秀的传输电缆，确保在各种信号、数据传输上可靠、快速；识别处理模块上，系统采用智能摄像机部集成高速DSP芯片进行图像采集、视频处理，且独立性强、运算速度快、运行稳定、功能强大，极大的提高了汽车牌照识别系统整体响应时间。本系统设计采用了完全嵌入式处理方案，每个车道配置一台200万像素高清摄像机，分辨率高达1600×1200像素，负责牌照自动识别等工作，并将处理结果通过以太网发送给车道控制机。2.4.2采用图像采集和识别处理一体化的智能高清摄像机智能高清摄像机部集成工业级逐行扫描CCD和高速DSP芯片，独立完成整个图像抓拍、车牌识别等功能，车辆信息获取完成后由结果装配与通讯模块打包通过以太网上传车道控制机，增强系统处理能力，使系统结构清晰简洁，扩展方便。图表7智能高清摄像机对各种车型拍摄的图像效果（LED灯模式）2.4.3采用以太网口、TCP/IP协议与数据安全本系统的数据通讯均采用TCP/IP协议，通过以太网口通讯。系统的通讯数据在发送前进行了数据的打包，这样系统在保证易于扩展性的同时，也确保了数据的安全性。2.4.4高清晰成像，全天候清晰辨别车头全貌整个成像系统是一个由智能高清摄像机、智能补光灯和成像控制软件组成的精密系统，它们之间的有序配合和反馈控制使得白天和晚上抓拍的车辆图像清晰度高，确保车身、车牌和车头前部特征都清晰可辨。系统综合了车辆前挡风玻璃对光线的反射特性、贴膜情况、环境光线照射情况，采用了特殊的镜头、专门的成像控制策略和补光方式，同时安排了合理的设备布设方式，确保车身、车牌和车头前部特征都清晰可辨。2.4.5高牌照识别率系统采用的牌照识别系统采用的牌照识别技术具有完全自主知识产权，同时采用模块化开发技术，可以针对用户需求快速进行针对不同牌照类型的识别软件定制开发。系统采用的牌照识别技术在大量的实际工程应用中识别率一直处于国领先水平，广泛应用于高速公路收费站、治安卡口、海关卡口、智能停车场出入口等领域，牌照识别可靠性、稳定性和一致性高。号牌定位率高号牌识别的另一个难题就是号牌定位，号牌定位率的高低直接影响了号牌的识别率，如果计算机没有在图像中找到号牌区域，号牌识别就无从谈起。本系统提出了从前端成像、硬件控制到后端识别软件的号牌识别技术全面解决方案，很好的解决了夜间成像的清晰度，保证了夜间号牌识别的高识别率和图片视觉的清晰，这是我公司号牌识别的技术优势之一。识别的号牌种类多、经验丰富我公司拥有一支专业从事汽车号牌识别的研发队伍，开发的汽车牌照识别器产品识别率一直处于国领先地位。本系统的牌照识别软件可以识别符合“GA36-1992”（92式号牌）、“GA36.1-2001”（2002式个性化号牌）、“GA36-2007”（07新标准）的民用和警用汽车号牌、04式军车号牌、07式武警等号牌的汉字、字母、数字、颜色等信息。所能识别的字符包括:①“0—9”十个阿拉伯数字；②“A—Z”二十六个英文字母；③省市区汉字简称(京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、台)；④号牌分类用汉字(警、使、领、临、学、试、挂、境、港、澳、拖、农、民航)；⑤04式新军车号牌汉字(军、空、海、北、、兰、济、南、广、成)；⑥07式武警号牌字(“0—9、A—Z”)；⑦能识别号牌5种的颜色：蓝、白、黑、黄、绿。系统识别的号牌类型示例：系统具备自我学习能力，不断改善识别效果，对于污损、倾斜、倒挂等号牌也能较好的解决。我们的号牌识别技术经过多年的研究，而且经过了大量工程实践的检验。2.4.6车牌识别系统独立性高汽车牌照识别器系统主要包含抓拍单元、补光灯。该系统独立性高，使用和不使用时，都不会影响现有收费系统的正常工作。首先，从系统结构上来说，本方案车牌识别系统为“硬件模式”，即车牌识别系统的图像采集、分析识别均独立于收费系统，其有自己专用的完全独立的部集成了高速DSP芯片的抓拍摄像机，图像采集、识别处理都在摄像机部完成，保证了其运行的稳定性，且维护界面清楚，简化了结构。第二，从通讯接口的软件实现上来说，无论车道上的汽车牌照识别器与车道控制机的通讯还是站后台管理服务器与车道机的通讯（如果需要的话），都采用动态库的方式。无论车牌识别系统（包含汽车牌照识别器和站后台管理服务器）正常工作、非正常工作还是在关闭的情况下，收费软件调用的接口函数都有返回值，都不会对收费系统的正常工作产生影响。因为系统的独立性，彻底解决了日后车牌识别系统维护升级时对收费软件的影响。2.4.7具备先进的图像匹配算法在号牌污损较为严重，无法获得可信的号牌信息的情况下，就需要利用出入口的号牌图像来判断出入口是否是同一辆车。本系统的号牌图像匹配模块，采用了先进的图像匹配算法，能够准确地判断两幅号牌图像是否来自同一个目标。采用自动号牌匹配技术，大大提高了出入口号牌自动匹配率，减少了人工干预，提高了系统智能化。2.4.8如有新标准牌照种类出现，升级快本系统牌照识别软件目前可以识别符合“GA36-92”（92式牌照）、“GA36.1-2001”（02式新牌照）标准的民用车牌照、警车、04式新军车牌照、07式新武警车牌照、港澳车牌照、民航车牌照等特殊牌照的汉字、字母、数字、颜色等信息，并可以提供车牌二值化图、车辆图片。系统具备自我学习能力，不断改善识别效果；对于污损、倾斜、倒挂等牌照也能较好的解决。并且系统采用的牌照识别技术经过多年的研究，而且经过了大量工程实践的检验，所以，系统采用的牌照识别技术是经得起时间的考验，真正实用化的高新技术。同时，公司有强大的研发队伍团结稳定、经验丰富，一旦市场上出现新的标准牌照种类，能够以最快的速度给出此种牌照的识别程序，提供给广大客户使用。能够识别的各种常见车辆牌照见下列图。07式新武警车牌照07式新武警车牌照小车蓝色牌照的识别大车黄色牌照的识别黑色牌照的识别警车牌照的识别军车牌照的识别武警车牌照的识别个别字上下格式排列的特殊车牌照的识别教练车车牌照的识别港澳车车牌照的识别使馆车车牌照的识别02式新牌照的识别民航车车牌照的识别向倾斜悬挂的车牌照的识别上下倾斜悬挂的车牌照的识别凹凸不平车牌照的识别溅有泥点的车牌照的识别破损车牌照的识别夜间车牌照的识别逆光条件下车牌识别光线不均匀情况下车牌照的识别2.5系统实拍图片图表8高清摄像机对各种车型拍摄的图像效果系统详细设计3.1系统设计原理高清车牌识别系统主要由以下单元组成：车辆检测单元：含地感线圈和车辆检测器；抓拍识别处理单元：含高清摄像机和智能补光灯；3.1.1车辆检测单元系统应用当今被广泛使用的、精度最高的地感线圈检测方式作为系统的车辆检测手段。车辆检测器与高清抓拍摄像机之间采用IO控制线方式通信，当车辆通过检测区域时，车辆检测器获得触发信号后通过IO控制线触发摄像机进行过车抓拍。主要由地感线圈、车辆检测器等设备组成。3.1.2抓拍单元工作原理图表9数据流向示意图整个系统分为九个模块，上图描绘了这九个模块与数据在这九个模块之间的流向。系统的工作流程如下：车辆检测模块检测到车辆通过时，输出触发信号给抓拍与识别模块；抓拍与识别模块输出信号给成像与控制模块，由成像与控制模块对补光模块进行控制，然后由抓拍与识别模块进行图像采集、识别车辆牌照、识别车身颜色，并将识别结果反馈给结果装配与通信模块；结果装配与通信模块负责将抓拍的图像、识别结果等数据进行装配打包，然后上传给车辆信息与设备管理模块；车辆信息与设备管理模块将接收到的车辆信息进行分析、判断、存储，然后将需要上传的数据发给通信与远程维护模块；通信与远程维护模块将待上传的数据传输给用户应用系统；成像与控制模块在根据抓拍与识别模块的指令进行控制的同时，也将当前成像部件的状态反馈给抓拍与识别模块，以便抓拍与识别模块修正其控制指令；结果装配与通信模块同时负责获取前端设备的状态，并将状态上传给车辆信息与设备管理模块；通信与远程维护模块同时负责获取前端设备的状态，并将状态上传给用户应用系统；用户应用系统亦可通过该模块对前端设备的软件进行远程自动更新；监测与恢复模块定时同抓拍与识别模块进行通信，监测设备的运行状况，在设备故障时尝试进行自动恢复；启动引导与监测恢复模块定时同车辆信息与设备管理模块进行通信，监测设备的运行状态，在设备故障时尝试进行自动恢复；同时负责启动引导系统，使设备恢复正常工作。3.1.3系统主要设备选型高清网络摄像机产品说明：本产品采用高清晰逐行扫描CCD，具有清晰度高、照度低、帧率高、色彩还原度好等特点，所有产品拥有自主知识产权，可广泛应用于交通卡口通行车辆监控、超速车辆监控、闯红灯记录、汽车牌照识别器等系统中，为现代交通管理的高效助手。主要特性：最高分辨率可达2M（1600*1200）；同时支持编码和抓拍功能；支持外部触发、网络触发、视频触发（虚拟线圈）、RS-485触发抓拍功能；连续抓拍功能；车牌识别功能；信息叠加功能；H264，JPEG编码；摄像机参数配置功能：曝光速度、AGC控制、白平衡方式控制等；本地视频，方便调试；SD/SDHC本地存储；支持PoE供电；超强的网络功能，支持心跳，PTZ控制，报警，语音对讲，用户管理等；技术参数：序号项目性能规格1传感器类型1/1.8〞逐行扫描SONYCCD2有效像素1600(水平）×1200（垂直）3镜头接口C/CSmount4快门1/25秒至1/30,000秒5最低照度0.5Lux（F1.2，AGCON）6自动光圈DC驱动7自动增益自动/手动8白平衡自动/手动9视频参数饱和度，亮度，对比度，色调通过客户端或者IE浏览器可调10视频压缩标准H26411压缩输出码率32K～4M，自定义（上限16M，单位：bps）12图片格式JPEG13最大图像尺寸1600×120014OSD支持,更方便用户调节参数15SD卡本地存储功能支持SD/SDHC16心跳机制支持17密码保护支持18抓图支持JPEG抓图功能，补光灯同步，支持：视频触发、外部I/O触发、网络触发、RS-485触发19车牌识别支持20支持协议TCP/IP，，DHCP，DNS，FTP，支持FTP上传图片21传输接口RJ45，10M/100M自适应，以太网22视频输出接口1Vp-pCompositeOutput（75欧姆/BNC）23通讯接口1个RJ4510M/100M自适应以太网口，1个RS-485接口24触发输入4路外部触发输入25触发输出3路（光耦隔离3500VAC），可作为闪光灯同步输出控制26工作温度-10℃~60℃27电源DC12V±10%28功率10WMAX29尺寸(mm)154.5×77.5×6830重量750g智能补光灯智能LED频闪灯技术参数：序号项目性能规格1平均功耗平均28W（100Hz，25%占空比），峰值90W2外壳材质金属铝3光通量≥1800lm4有效补光距离16～19米5覆盖围4m16m处6触发方式电平，+5VDC7发光角度14°8频闪率100Hz，占空比25%连续工作9工作寿命≥50000小时10响应时间≤100μs11电源电压：100VAC～240VAC；频率：48Hz～52Hz12电源效率≥85%可连续启动13工作环境温度：-20℃～+50℃；湿度：10%～90%40℃，无凝结14防护等级IP6515外形尺寸121mm(W)×176mm(H)×122mm(D)3.2系统接口车牌识别系统车牌号信息可遵循收费软件提供的统一的格式，以便出入口为不同的车牌识别系统时，接口信息的统一。同时，本系统方案广泛应用于各地收费站系统，系统与各种收费软件都有极强的兼容性。3.2.1收费软件接口的要求牌照识别系统向车道收费软件准确传输识别结果（包括车牌号和车牌颜色）、车牌区域二值化图像、车辆图像、牌照识别系统本身相关设备故障状态信息；牌照识别系统提供接口示测试程序，示测试程序需提供源代码和详细明确的说明文档；牌照识别系统提供牌照识别动态库，并安装在车道机上，供车道软件调用。收费软件可以直接通过动态库中的函数自由访问牌照识别系统识别出的识别结果和车牌区域二值化图像；牌照识别系统提供其产品的通讯协议与动态库的源代码、相关说明。提供的动态库的源代码应支持VC等工具进行二次开发；牌照识别系统与收费软件可靠对接并提供其系统的车牌号比对规则、算法和详细明确的说明文档；牌照识别系统提供系统初始化文件、系统控制与参数配置程序以与相关详细明确的说明文件。3.2.2接口方面的解决方案我公司具有多年的工程实践经验，有与多家集成商成功合作的经验，产品化工作十分完善，采取一系列措施配合集成商完善系统的调试对接。我公司提供实际成套产品（包括硬件与软件等），用于收费软件开发和测试。该成套产品能够方便地模拟各种正常、特殊和极限情况，向车道收费软件提供各种返回值。例如：汽车牌照识别器处理单元留有物理触发接口，可手动短接触发线实现模拟过车，汽车牌照识别器处理单元可向上端机模拟返回车牌颜色与、车牌区域二值化图像、车辆图像等信息。我公司提供系统初始化文件、系统控制与参数配置程序以与相关详细明确的说明文件。我公司提供接口示测试程序，包括其源代码和详细明确的说明文档。为了较好地实现车牌对比，我公司提供车牌识别系统的车牌号对比规则、算法和详细明确的说明文档。当出口车道与入口车道判定不一致时，系统能够向车道机报警，提示人工干预。例如：在车牌匹配原则方面，我公司建议用一个字节的数来表示其定义：Rule=D8D7D6D5D4D3D2D1；其中D8表示全牌匹配，D7表示车牌颜色，D6表示车牌汉字，D5表示车牌字母；D8与D7、D6、D5互斥，D7、D6、D5可以组合设置；D4表示是否允许错位匹配；D3－D1四个bit表示0－7要求匹配正确的数字；错位匹配只针对数字，并且只适用于连续N个数字的匹配。匹配的数字从后面算起。返回码：0完全匹配1匹配2基本匹配3不匹配收费软件提供商可以参考我公司提供的文档资料自行编制软件实现车牌的比对匹配，也可以直接调用我公司提供的软件模块，此软件模块中各种对比规则已经根据大量工程应用经验设置成最合适的状态，收费软件提供商在调用后可直接得到返回码，从而作出是否报警的处理。因为我公司的产品化工作已相当完善，且历经8000余套业绩的锤炼，上述资料、设备和程序在我公司中标后将按招标书要求完整准确地按时提供。我公司拥有大量专业的技术人员，在中标后将根据工程进度和业主、收费软件开发商的要求，派技术人员到收费软件开发地配合软件开发，以与到现场配合收费软件调试，与收费软件开发商共同解决各类问题。3.3技术比较3.3.1与标清汽车牌照识别器的比较与标清汽车牌照识别器比较，见下表：项目高清汽车牌照