當(dāng)前，以“標清攝像機+工控機”為主的單點式卡口建設(shè)模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前用戶對卡口系統(tǒng)的要求。嵌入式一體化高清卡口系統(tǒng)整體解決方案優(yōu)勢盡顯，將在智能交通領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。南京“320項目”中的大華高清智能卡口系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、功能強大，為“智慧南京”護航。

　　南京“320項目”概述

　　項目概述

　　大華股份參與了南京市智能交通(一期)項目建設(shè)，該項目涉及206個點位，包括部分桿件、接電、光纖通訊等重新建設(shè)。新建系統(tǒng)兼超速抓拍功能，能對過往車輛進行無縫隙抓拍(應(yīng)包括機動車道和非機動車道)并自動號牌識別，清晰抓拍車輛及前排司乘人員臉像，并準確對車輛的行駛速度進行檢測，并將被盜搶、違法等車輛信息通過中心實時比對和實現(xiàn)實時報警。

　　系統(tǒng)架構(gòu)

　　大華前端高清車牌識別抓拍設(shè)備選用高清晰度的工業(yè)級網(wǎng)絡(luò)攝像機;主控設(shè)備采用工業(yè)級嵌入式計算機;補光方式選用LED光源;機動車檢測方式選用高可靠性環(huán)形線圈/視頻檢測冗余模式(平時以線圈檢測為主，出現(xiàn)故障時，能自動轉(zhuǎn)換為視頻檢測模式)，可全天候記錄車輛特征及號牌，為系統(tǒng)提供高質(zhì)量信息源。詳細現(xiàn)場情況、光照度、道路情況等請投標方自行勘查確定。

　　前端每個車道架設(shè)基于RFID技術(shù)的射頻天線和車輛數(shù)據(jù)讀取設(shè)備。射頻采集數(shù)據(jù)與視頻采集數(shù)據(jù)進行雙基匹配后存入中心及接入市局指揮中心系統(tǒng)平臺。

　　系統(tǒng)組成

　　南京智能交通系統(tǒng)由大華檢測線圈、車輛檢測器、高清智能抓拍攝像機、高清全景球機、補光燈、射頻天線、射頻讀寫器、工業(yè)交換機、終端服務(wù)器等組成。前端基站視頻識別部分完成車輛的抓拍、測速、車牌的識別工作，射頻部分完成車輛電子標簽的捕獲工作。然后通過通信傳輸系統(tǒng)將采集到的車輛信息，包括車輛圖片、經(jīng)過的時間、車型、車輛牌照、車型、速度、行駛方向、是否超速違章等信息發(fā)送中心服務(wù)器同時也能夠?qū)⒅行牡目刂菩盘杺鬏斨燎岸恕?/p>

　　系統(tǒng)功能

　　電子標簽采集功能：通過桿件上安裝的讀卡器和RFID射頻天線識別車輛上安裝的電子車牌，捕獲電子車牌內(nèi)的相關(guān)信息，并實時發(fā)送至后臺，幫助后臺做進一步的處理。

　　雙基匹配功能：對所有經(jīng)過車輛進行捕獲，將其視頻數(shù)據(jù)與射頻數(shù)據(jù)實時進行匹配，匹配結(jié)果存入數(shù)據(jù)中心。

　　車輛捕獲功能：對所有經(jīng)過車輛進行捕獲，除了能夠捕獲在車道上正常行駛的車輛外，還具備捕獲跨線行駛車輛的功能，并且具有自動選擇有效圖片(有汽車牌照)、刪除垃圾圖片的功能。

　　車輛測速功能：在進行抓拍的同時測定車輛的行駛速度。在采用地感線圈作為檢測車輛的方式時，一個車道上安裝有前后兩個地感線圈檢測車輛，測量通過車輛的行駛速度。該硬件主要由車檢器卡、測速卡等組成，專門用于測量車輛的速度，測速結(jié)果送給智能工業(yè)攝像機處理。

　　車輛特征和車輛駕駛?cè)嗣娌刻卣鞲咔逦恼展δ埽涸谲囕v通過時，高清抓拍機能準確拍攝包含車輛全貌、駕駛室內(nèi)司乘人員面部特征的圖像，并將圖像和車輛通行信息傳輸給智能工業(yè)攝像機終端服務(wù)器，并可選擇在圖像中疊加車輛通行信息(如時間、地點、車速、方向等)。

　　車輛牌照自動識別的功能：自動對車輛牌照進行識別，包括車牌號碼、車牌顏色的識別。在實時記錄通行車輛圖像的同時，還具備對民用車牌、警用車牌、軍用車牌、武警車牌的車牌計算自動識別能力。

　　車輛顏色的自動識別功能：自動對車身深淺和顏色進行識別，可供用戶根據(jù)車身顏色來查詢通行車輛,為公安稽查和刑偵案件偵破提供了科技新手段。自動區(qū)分出車輛為深色車輛還是淺色車輛;并識別出9種常見車身顏色，9種顏色包括：白，灰(銀)，黃、粉、紅、綠、藍、棕、黑。

　　高清數(shù)字錄像的功能：卡口系統(tǒng)利用前端高清攝像機對每車道進行視頻錄像，幀頻不低于每秒5幀，錄像數(shù)據(jù)是對圖片數(shù)據(jù)的一種有力補充。

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　　南京“320項目”特點

　　嵌入式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠

　　目前國內(nèi)大多數(shù)智能卡口系統(tǒng)均采用工控機+高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的方式實現(xiàn)圖像的抓拍，這種方式在研發(fā)上較為便捷，容易實現(xiàn)，但穩(wěn)定性較差，體積龐大，使用不便。本方案充分利用大華股份在視頻圖像監(jiān)控領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，采用嵌入式結(jié)構(gòu)，主機硬件電路采用大華股份已在安防領(lǐng)域產(chǎn)品上應(yīng)用成熟的硬件平臺，并根據(jù)卡口抓拍實際應(yīng)用需要，對硬件電路進行了改進和優(yōu)化，保證了系統(tǒng)在惡劣條件下長時間可靠運行。

　　先進的智能化視頻分析算法

　　系統(tǒng)采用了大華自主研發(fā)的視頻分析技術(shù)，首先構(gòu)建背景模型，然后通過背景分離(背景減除)技術(shù)來進行圖像變化的檢測(目標闖入、逆行、變道等都是一種模式的圖像變化)，其思路是對視頻幀與基準背景圖像進行比較，相同位置的像素(區(qū)域)變化則認為是變化了的區(qū)域，對這些區(qū)域進一步處理、跟蹤、識別，得到包括目標位置、尺寸、形狀、速度、停留時間等基本形態(tài)信息和動態(tài)信息。白天，該系統(tǒng)主要通過車牌照定位+車輛模型分析方式進行車輛運行軌跡跟蹤，進而獲取有效的信息。夜間，系統(tǒng)則通過車輛牌照定位+車燈運行軌跡分析方式來獲取有效信息。取得目標的有效信息之后，再根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的觸發(fā)條件判斷是否給出觸發(fā)信號。

白天車輛軌跡跟蹤示例圖

夜間車燈軌跡跟蹤示例圖

　　攝像機內(nèi)置車牌識別功能

　　大華高清一體化攝像機內(nèi)置車牌識別功能，將傳統(tǒng)模式中后端服務(wù)器的車牌識別算法移植到前端相機中。采用動態(tài)視頻識別技術(shù)，實現(xiàn)對視頻流每一幀圖像進行識別，從而達到增加識別比對次數(shù)，提高識別準確率的目的。

　　識別的具體步驟分為車牌定位、車牌提取、字符識別。在自然環(huán)境中，相機首先對采集到的視頻圖像進行大范圍相關(guān)搜索，找到符合汽車牌照特征的若干區(qū)域作為候選區(qū)，然后對這些侯選區(qū)域做進一步分析、評判，最后選定一個最佳的區(qū)域作為牌照區(qū)域，并將其從圖象中分割出來。

車牌定位與識別示意圖

　　完成牌照區(qū)域的定位后，再將牌照區(qū)域分割成單個字符，然后進行識別。大型項目中，車牌識別算法分散到每個相機中，可大幅提高整個系統(tǒng)的反應(yīng)速度，降低后端服務(wù)器的壓力、節(jié)省項目成本、同時降低了傳輸占用帶寬、避免了因服務(wù)器故障而造成的系統(tǒng)癱瘓問題，提高了系統(tǒng)的可靠性。

　　雙碼流攝像機，同步支持抓拍和錄像

　　采用的高清抓拍攝像機支持雙碼流，即在保證圖片抓拍的同時能實現(xiàn)24小時錄像功能，以200萬索尼CCD攝像機為例，錄像分辨率可達到1600*1200?？梢栽诎滋?、夜間有輔助光源情況下實現(xiàn)清晰錄像，錄像中能清晰地反映車輛的顏色，車輛類型，運動軌跡;并提供錄像查詢、錄像下載等功能。且高清錄像與圖像抓拍功能同時實現(xiàn)，互不影響

　　強光抑制功能

　　晚間車輛行駛時，前置大燈的強光正面照射攝像機，在畫面上會產(chǎn)生強烈的眩光。一般攝像機拍攝的圖片，會在畫面上產(chǎn)生很大的光暈。大華智能交通卡口系統(tǒng)采用了特殊補光技術(shù)，并對攝像機作必要的改進，使攝像機拍攝的圖片具有獨特的、效果極佳的強光抑制能力，完全克服了大燈眩光造成的大片光暈，車輛大燈周圍完全看不到光暈;并且畫面異常清晰，大大地改善了夜間車輛圖像的質(zhì)量，從而保證了夜間車輛的牌照識別率。夜間拍攝的畫面效果(見下圖)。

　　環(huán)形線圈/視頻檢測冗余模式

　　傳統(tǒng)線圈檢測方式依靠埋設(shè)在地下的線圈，而國內(nèi)道路情況較為復(fù)雜，由于過往重型車輛的碾壓導(dǎo)致的路面損傷，或者由于路面維護、施工等都有可能導(dǎo)致埋設(shè)在地下的感應(yīng)線圈受到破壞而失效。

　　一旦它出現(xiàn)故障會導(dǎo)致整套卡口系統(tǒng)形同“瞎子”，無法捕捉過往車輛。在以前的傳統(tǒng)應(yīng)用中，一旦發(fā)生此類問題，往往幾天后才能發(fā)現(xiàn)，而此時已經(jīng)漏拍了大量過車，在這些漏拍車輛中很可能有相關(guān)的涉案車輛。

　　為了解決這種因地感線圈失效而導(dǎo)致整套系統(tǒng)徹底失靈的問題，大華股份采用了感線檢測+視頻觸發(fā)檢測的冗余檢測模式。當(dāng)車檢器或線圈的鏈路發(fā)生故障時，相機無法檢測到來自于車檢器的型號，則默認判斷為線圈模式發(fā)生故障，并自動切換到純視頻檢測模式;待車檢器或線圈鏈路修復(fù)后，相機重新檢測到了來自于車檢器的型號，則又自動恢復(fù)到線圈檢測模式。整個過程全部由相機自動處理，無需人為干預(yù)，真正做到了檢測機制智能化。

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　　結(jié)束語

　　行業(yè)里早期傳統(tǒng)的方式是采用標清相機+工控機或者數(shù)碼相機+工控機，后來發(fā)現(xiàn)這類方式根本不支持工業(yè)化的應(yīng)用。這種方式智能交通行業(yè)探索了很多年，為什么遲遲解決不了?實際上最根本的原因是沒有辦法做到諸多技術(shù)的整合。大華股份進入智能交通行業(yè)做的第一件事，就是把工控機的處理能力、智能化算法、高清抓拍相機等諸多技術(shù)進行優(yōu)化、整合、創(chuàng)新，使得整個系統(tǒng)的可使用性、可維護性大幅提升。

　　市場與技術(shù)往往是相輔相成的，智能交通市場有著巨大的需求，但是如果沒有良好產(chǎn)品供應(yīng)，那么這個市場的發(fā)展就會受到技術(shù)條件的制約，而現(xiàn)在正由于智能交通行業(yè)解決方案在可靠性、可使用性、可維護性上的不斷增強，才造就了今天智能交通市場的快速成長。