车牌识别一体化应用服务平台解决方案V1.4.doc

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1、车牌识别一体化应用服务平台解决方案V1.4第 1章 项目概述 用于车牌识别的一体化高清晰交通监控设备，指将 CCD成像、图像处理算法、 DSP 处理器等集成于同一个摄像机机壳中，实现一体化、高集成度设计。该设备采用开放式系统设计，可以将针对交通管理应用的视频图像处理算法植入该设备。摄像机通过对高速连续视频流图像进行智能目标识别检测，检测到机动车对象后切换到抓拍模式自动抓拍一帧全分辨率图像，内置车牌识别算法自动进行车牌识别识，最后图像数据及车辆记录信息通过网络输出到中心进行存储。该摄像机 同时支持线圈检测以及断网时数据的临时存储。 1.1. 项目需求 1、在高清摄像机内部采用嵌入式软件智能化实现

2、车辆检测、车牌号识别及实时高清视频压缩传输车辆检测。 2、支持地感线圈触发和视频虚拟线圈触发。采用线圈触发时，车辆捕获率 99%；采用视频触发时（夜间时采用车灯检测），车辆捕获率 95%。 3、车牌识别符合 GA/T497-2009、 GA/T833-2009 的要求，系统能识别的号牌结构应包括“单排字符结构的号牌，如军队用小型汽车号牌、 GA36-2007中的小型汽车号牌、港澳入出境车号牌、教练汽车号牌等；武警用小型 汽车号牌；警用汽车号牌”；具备对民用、警用、军用、武警等汽车号牌自动识别的能力，所能识别的字符应包括 :“ 阿拉伯数字： 09； 英文字母： AZ； 省、自治区、直辖市简称：京

3、、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝； 军牌用汉字：军、海、空、北、沈、南、兰、广、成、济、京； 号牌分 类用汉 - 1 - 字：警、学、领、试、挂、港、澳、超、使； 武警号牌特殊字符： WJ、 0034、练”；能识别蓝、黄、白、黑四种底色的机动车号牌；车辆前号牌识别准确率（全天）应 93%（除摩托车号牌、低速车号牌、临时号牌、拖拉机号牌外）。车牌识别准确率： 95%。 4、能对通过监测区域的车辆记录至少一张车辆前部图像。系统记录的车辆信息除车辆图像信息外，还应记录车辆的通行文本信息，如时间（精确到毫秒）、地点

4、、车速、限速、方向、号牌号码、号牌颜色、车型等。车辆通行信息根据课题要求写入关联数据库， 并将相关信息（时间、地点、方向、车速、限速、号牌号码等）叠加到图片上。在环境无雾包括雨雪天气下，监控区域内规范行驶的车辆被记录的图片应能清晰看清车辆前部所有特征、车内驾驶员、副驾驶位置情况，还应能看清车辆类型、颜色和所载货物等。在具备测速功能时应符合GA/T832-2009对违法车辆取证的车辆信息要求。 5、设备采集的在网络连接断开时应具备临时保存车辆信息和图片，存储量不小于 32G；图片采用 JPEG编码，以 JFIF文件格式存贮，压缩因子低于 70。 6、具备断点续传功能，如遇网络中断或其它故障，可将

5、车辆信息存 储在本地设备中，待故障恢复后自动上传至上一级设备。 7、设备内嵌实时时钟功能，精度符合 GA/T497-2009要求，可实现远程校时。 8、设备内嵌运行状态监控功能，并能将状态信息实时上传到远程监控中心。 9、根据用户应用要求，远程监控中心通过网络与前端摄像机相连，能够实现摄像机内部运行参数的修改和软件升级等功能。 - 2 - 1.2. 设计依据 中华人民共和国道路交通安全法 中华人民共和国道路交通安全法实施条例 公路车辆智能监测记录系统通用技术条件 GA/T497-2009 道路交通安全违法行为图像取证技术规范 GA/T832-2009 机动车号牌图像自动识别技术规范 GA/T8

6、33-2009 公安交通指挥系统工程建设通用程序和要求 GA/T651-2006 公安交通管理外场设备基础施工通用要求 GA/T652-2006 城市公安指挥中心技术系统设备配置建议 GA099-1996； 公安移动通讯网警用自动级规范 GA176-1998； 民用闭路电视监控系统工程技术规范 GB50198-84； 安全防范工程费用概预算编制方法 GA/T70-1994； 计算机软件开发规范（ GB8566 88） 电气 装置安装工程电缆线路施工及验收规范（ GB50168 92） 电业安全工业规程（ DL 408 91） 建筑物防雷投计规范 GB50057-94 计算机信息系统雷电电磁脉冲

7、安全防护规范 GA267 20 安全防范系统验收规则 GA308-2001 电气装置安装工程施工及验收规范 GBJ232 9092 工业计算机监控系统抗干扰技术规范 CECS81-96 工业计算机监控系统抗干扰技术规范 CECS81-96 工业与民用电力装置的接地设计规范 GBJ65-83 - 3 - 1.3. 设计思想 1.3.1. 经济性 1）充分利用 成熟的先进技术，采用性能 /价格比较高的产品 ; 2）避免盲目追求最新技术，同时又要防止系统处理能力不够 ; 3）软件符合管理需要，界面友好、易维护，整个系统易用、实用。 1.3.2. 可靠性 1）系统建设尽量采用主流产品，以保证系统的高质

8、量和稳定性 ; 2）系统应最大限度集成世界上稳定且优秀的技术及组件，采用成熟技术以降低系统的不稳定性 ; 3）对系统如硬件、操作系统、网络设计尽可能详尽的故障处理方案，以保证系统的快速恢复性。系统采用容错技术提高系统的可靠性。 1.3.3. 开放性 技术方案和设备具有良好的互联、互操作能力及升级能力，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。 1.3.4. 先进性 1）系统技术水平保证先进性，符合当今计算机科学的发展潮流。系统网络平台、硬件平台、系统软件平台技术代表当今计算机技术发展的方向，并经实践证明其有很强的实用性 ; 2）各平台有能力进行该项产品的持续性开发，可以保证该项

9、技术不断地更新并顺利升级而维持系统的先进性。 - 4 - 1.3.5. 兼容性 系统全部应用软件能与全国公安交通管理信息系统兼容。 1.3.6. 可扩展性 系统结构易于扩充，以适应今后可能出现的较大任务负载。硬件平台具有可升级性，当需要时可以通过新的计算机设备同原有计算机设备一起 工作以提高系统的处理能力，从而保护原有投资。 1.3.7. 易维护性 1）尽量采用业内通用的易于维护的系统平台。 2）应用软件界面友好，安装、使用、维护应简单便捷。 3）业务流程清晰，符合常规业务处理习惯。 4）系统数据维护方便，备份及数据恢复快速简单。 5）系统软件配置体现自动化，尽量避免复杂的人工设置。 - 0

10、- 第 2章 功能需求 1、在高清摄像机内部采用嵌入式软件智能化实现车辆检测、跟踪。 2、在高清摄像机内部采用嵌入式软件智能化实现车牌号自动识别。 3、在高清摄像机内部采用专门编码芯片单独实现实时高清视频压缩编码传输。 4、支持地感线圈触发和视频虚拟线圈触发。采用线圈触发时，车辆捕获率 99%；采用视频触发时，车辆捕获率 95%。 5、能对通过监测区域的车辆记录至少一张车辆前部图像。系统记录的车辆信息除车辆图像信息外，还应记录车辆的通行文本信息，如时间（精确到毫秒）、地点、车速、限速、方向、号牌号码、号牌颜色、车型等。车辆通行信息根据课题要求写入关联数据库，并将相关信息（时间、地点、方向、车速

11、、限速、号牌号码等）叠加到图片上。在环境无雾包括雨雪天气下，监控区域内规范行驶的车辆被记录的图片能清晰看清车辆前部所有特征、车内驾 驶员、副驾驶位置情况，还能看清车辆类型、颜色和所载货物等。在具备测速功能时应符合GA/T832-2009对违法车辆取证的车辆信息要求。 6、图片临时存储功能，设备采集的在网络连接断开时具备临时保存车辆信息和图片，存储量不小于 32G；图片采用 JPEG编码，以 JFIF文件格式存贮，压缩因子低于 70。 7、断点续传功能，如遇网络中断或其它故障，可将车辆信息存储在本地设备中，待故障恢复后自动上传至上一级设备。 8、设备内嵌实时时钟功能，精度符合 GA/T497-2

12、009要求，可实现远程校 - 1 - 时。 9、设备内嵌运行状态监控 功能，并能将状态信息实时上传到远程监控中心。 10、根据用户应用要求，远程监控中心通过网络与前端摄像机相连，能够实现摄像机内部运行参数的修改和软件升级等功能。 - 0 - 第 3章 详细设计 由于在监控区域安装有高清晰度摄像头，实时记录车辆图像，从而提高了交警工作效率，确保道路安全有序畅通。摄像机同时具有高清录像功能，实时记录路面状况，记录非机动车及行人的状况。能对经过监控点的每一辆车进行图像记录、车型检测和牌照自动识别，并根据现场需要设定禁车种类，如设定上午 7时至晚上 22时禁止货车或特种车通行，系统即能将违章车归档列

13、出供交警执法。对于此类案件，公安干警往往通过肇事现场的调查取证和对各种信息的分析判断来确定肇事车辆的大概信息，如肇事时间、车辆行驶方向、大概车型、车辆是否有破碎、车身颜色等。在这种情况下，系统通过记录经过监控点的每一辆车的图像信息以供查询，可以协助干警确认肇事车辆。系统能对经过监控点的每一辆车进行图像记录和牌照自动识别，并自动与在逃车辆的牌照信息进行比对，如果特征符合，立即进行报警拦截，协助相关部门破案。系统可对监控路面上行驶的车辆进行速度测定。超速行驶是发生交通事故的主要原因，为减少交通事故发生率，确保道 路安全畅通，可在系统主界面上设定限速指标，一旦发现车辆超速，系统能将车辆主要信息传送交

14、警执法点供违章纠正。系统能够对逆行车辆自动监测并报警。 3.1 设备组成 系统由高清晰智能抓拍一体摄像机、视频编码软件、视频检测算法软件、车牌识别软件、系统控制管理软件、防护罩、防雷器、 LED补光灯组成。 - 1 - 3.2 一体化摄像机 一体化摄像机采用高集成度设计，将 H.264硬件编码、 CCD成像、 DSP模块等集成到单台摄像机中。通常一个摄像头覆盖 1 个车道。采用锐势RMVA310SC-SD32G 摄像机，图像分辨率为 1616 1232具有连续采集 和触发采集两种方式，其中工作在连续采集方式时候，最高帧率可以达到 25fps；触发及闪光灯信号用户可以灵活控制， 1微秒至 125

15、毫秒的快门范围以及高信噪比、高灵敏度的特性可以适用在高速及弱光环境下的抓拍。 序号 技术指标 参数 1 传感器类型 200万像素彩色逐行扫描 CCD 2 传感器尺寸 1/1.8吋 3 像素数 16161232 4 核心处理器 具备双核处理能力 5 主频 900MHz 6 内存 256MB 7 存储卡 32G 8 内嵌实时时钟 提供年月日时分秒，以及 0.01秒的 准确计时，具备远程校时功能 9 视频帧速率 30fps（分辨率不小于 800 560像素点） 10 曝光控制 1us-125ms，相机自动控制 11 温度监控 内嵌温度传感器，随时监控相机内部温度 12 看门狗 硬件看门狗电路（ 1

16、256s可设） - 2 - 13 串行通讯 2路 RS232通讯口； 1路电气隔离的 RS485 通讯口 14 视频图像编码 H.264 15 以太网接口 100/1000M自适应以太网接口（ RJ45）和光纤千兆以太网接口（ SFP）；支持 TCP/IP、 HTTP、 UDP、 DHCP、 PPPOE等。 16 供电电压 12VDC 17 最大功耗 8W 18 工作温度 -40 +80，无风扇设计 3.3 防护罩 设计用于安装高清晰智能摄像机； 采用弹簧辅助前开式顶盖。 YA4700， YA4800系列采用气动支撑杆辅助；前开式顶盖（ YB系列无气动支撑杆）； 铝合金制造，有 12、 15、

17、 18、 22、 23、 29英寸多种选择； 按现场需要选择安装风扇、加热器、除霜器、遮阳罩、雨刷等； 选用遮阳罩可降低内部温度 3 C - 5 C； 底部有两处密封电缆入口，最大电缆直径 1.3cm； YA4500， YA4700系列安锁扣固定于护罩尾部。 YA4800系列安锁扣固定于护罩两侧； 可使用固定支架 WS2760、 WS2770、 WS2790或中型云台（ Y3050， Y3060）。 规格 12 15 18 - 3 - YA4512 YA4515 YA4718 电压 AC 24V /220V 50/60Hz 输入功率 加热器： 50W 风扇： 22W （ 220V型） 加热器：

18、 36W 风扇： 8W （ 24V型） 加热器： 25W（ 220V/24V） (12,15) 环境温度 普通型： -5 C - 60 C（ 23 F - 140 F） H型： -25 C - 60 C（ -13 F - 140 F） 窗口 54mm 54mm 102*89mm 材料 铝合金 最大摄像机 +镜头 174*90 *72.5mm 250*90 *72.5mm 280*125 *104mm 自动温控 加热： ON 10 C 5 C OFF 20 C 5 C 风扇： ON 35 C 5 C OFF 27 C 5 C 环境标准 IP66(如有风扇 S型为 IP34) 重量 1.96kg

19、2.6kg 5.0kg 附件 S4000风扇 (S4718, S4823) H4000 (H4512,H4515 H4718,H4823 )加热器 K4000 (K4512,K4515 K4718,K4823 )遮阳罩 - 4 - 安装方法 打开盖子，弹簧装置可保持打开状态 ； 拆下摄像机安装滑板，使你能将摄像机装在滑板上任一位置使用装配螺钉固定摄像机，安装大口径镜头时，注意防护罩尺寸； 在防护罩底部有两个穿线装配口，线径不能超过 1.3cm ； 将摄像机和滑板装在防护罩上 A.如镜头可调节，请调至最大长度 B.滑动滑板，使摄像机镜头与滑板在防护罩内处于最佳位置 C.用两个螺钉固定滑板 从摄像

20、机输出端引出视频线； 将摄像机的控制线、电源线与线排连接（见下图）； 连接防护罩电源线后，将出线孔锁紧； 调整好摄像机焦距，关闭防护罩盖子。 操作 ： 如有加热器，加热器在 10 C 5 C 时自动打开， 26 C 5 C时自动关闭 。 3.4 防雷器 (1)电源防雷器 电源防雷插座 品牌： ASP 型号： AM2-40 技术参数： - 5 - 标称工作电压： 220/380V 最大持续工作电压： 385V 雷电通流量（ 8/20us） 40KA 保护水平： 900V 响应时间 : 25ns 保护模式： L/N-PE 接线线径： 10-25平方 安装形式：导轨式 工作环境：温度： -40 -+

21、85；湿度： 95% (2)网络防雷器 品牌： JaRa 型号： 3207 最大持续工作电压： 8V 最大通流容量： 5KA 限制电压： 20V 响应时间： 1ns 传输速率： 100Mbps 插入损耗： 0.3dB 接头形式： RJ45 - 6 - 保护路数： 4 对 3.5 百万像素镜头 采用日本原装宾得 (PENTAX)工业百万像素镜头。型号 :C2514-M。 3.6 频闪灯 采用可控制的 LED频闪灯，曝光起始时间、终止时间、光源亮度可控，控制时间精确到微秒级；支持连续抓拍功能，不受回电时间影响，具体参数要求如下： 名 称 参 数 型 号 JCS-09LED 恒定发光光强 6251,

22、2500CD 使用寿命 2 亿次 高亮闪光光强 2,5000CD 色温 60006500 光衰 恒定发光高光强 3000 小时 ,1% 供电方式 AC220V 控制方式 电流环 /电位 环境温度 -40 +70 安装尺 寸 9 80 9（ mm） 外形尺寸 300 205 165（ mm） - 7 - 密封等级 IP65 灯罩颜色 白色 重量 3Kg 3.7 视频编码软件 摄像机内置嵌入式视频编码软件进行连续视频编码。采用 H.264通用格式，独占单颗 DSP(TMS320DM368)应将资源。 3.8 车辆检测软件 摄像机内置嵌入式车辆检测软件，连续检测连续视频。占用部分DSP(TMS320

23、DM648)计算资源。 车辆检测算法采用基于 AdaBoost人工智能算法实现。通过训练各种车辆的分类器来达到检测车辆的功效。 3.9 摄像机内置 DSP车牌识 别单元 摄像机内置嵌入式车牌识别模块。占用部分 DSP(TMS320DM648)计算资源。单张图像识别时间小于 200毫秒。 技术实现： （ 1）车牌定位（从整幅图片中找出车牌所在区域） 首先根据车牌的字符分布特征进行粗定位，再对候选块作颜色聚类分析，进一步确定候选块的边界，再对候选块进行垂直方向投影及水平方向投影，分析投影结果得到车牌的精确位置。 （ 2）车牌正反识别（确定字符比背景亮还是比背景暗） 首先对车牌进行二值化，基于二值化

24、图像计算前景和背景像素点间的比例及 - 8 - 分布关系，确定车牌正反。 （ 3）车牌颜色识别（输 出蓝牌 /黄牌 /黑牌 /白牌 /绿牌） 对车牌区域统计各种颜色的像素点所占比例，分析该比例关系可得到车牌颜色。 （ 4）车牌旋转（处理车牌倾斜的情况） 基于二值图获取部分车牌字符的边界，根据字符中心连成的直线与水平线的夹角确定车牌倾斜角度，再对图像进行旋转。 （ 5）车牌上下界定位（使车牌上下边界卡准字符） 对车牌二值图进行水平方向投影，根据投影结果得到车牌上下边界。 （ 6）车牌校正（处理字符倾斜的情况） 尝试将车牌以不同尺度进行字符旋转，选择旋转后字符间距最大的结果作为最终结果。 （ 7）

25、车牌左右界定位（使车牌左右边 界卡准两侧字符） 对车牌二值图进行垂直方向的投影，根据投影结果的分布情况确定车牌左右边界。 （ 8）字符分割（找出车牌中每个字符的边界） 对车牌二值图进行垂直方向的投影，得到各字符的左右边界，根据相邻字符中心位置之间的关系，对字符边界进行调整，得到最终的字符边界。 （ 9）字符识别（提取出每个字符的图像，将字符图像识别成字符，将字符连成字符串形成车牌号） 使用神经网络对提取出的字符图像进行识别，得到相应的字符。 （ 10）输出识别结果（合并车牌颜色及车牌号，如“黄浙 D06308”）。 - 9 - 车牌自动识别性能 系统能 够对特写图片中牌照进行自动识别，识别内容

26、包括： 牌照类型： a. 02式个性化牌照（ GA36.1-2001）； b. GA36-2007 ； c. 军车牌照； d. 警车牌照； e. 武警车牌照； f. 港澳车内地牌照； - 10 - g. 农用车牌照下排数字； 数字： 0 9 十个阿拉伯数字； 字母：二十六个大写英文字母 A Z； 车牌颜色：蓝、白、黑、黄； 标准中规定的车牌用所有汉字： 1、省、自治区、直辖市简称 :京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、 闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝 ； 2、军队用汉字：军、海、空、北、沈、南、兰、广、成、济、京； 3、号牌分类用汉字：警、学、领、试、挂、港、澳、超、使； 4、武警号牌特殊字符： WJ、 0034、练。 卡口系统对车牌识别进行处理，可有效解决数字高清晰图片下的高效识别，识别速度快，识别准确，系统的全天候识别准确率不低于 95%。 3.10 系统控制软件 摄像机内置嵌入式控制软件占用部分 DSP(TMS320DM648)计算资源。实现相机个硬件及软件模块的控制，实际检 测工作状态，进行图像存储、压缩、上传等管理工作。