电子警察违章自动监控报警系统以及视频测速系统设计论文.doc

1 目目 录录 第一章第一章 系统总体设计系统总体设计1 1.1 需求分析1 1.2 系统简介1 1.3 设计依据2 1.4 设计原则和目标2 1.5 系统构成4 1.5.1前端系统组成.4 1.5.2中心系统组成.8 1.6 技术特点及指标8 第二章第二章 子系统设计子系统设计11 2.1 前端系统设计11 2.1.1前端系统硬件设备.1 2.1.2前端子系统构建的关键点.1 2.1.3主要功能和特点.2 2.1.4系统设备选型.2 2.1.5系统的优越性.11 2.1.5前端系统采用的国家标准.12 2.1.6 电子警察系统设备清单13 2.2 系统软件设计14 2.2.1系统软件的主要功能.14 2.2.2提供数据共享.15 2.2.4应用扩展说明及数据备份.16 2.2.5软件系统设计和实施中采用的国家标准.17 第三章第三章 售后服务及培训售后服务及培训18 0 电子警察违章自动监控报警系统以及视频电子警察违章自动监控报警系统以及视频 测速系统方案（工控机方案）测速系统方案（工控机方案） 第一章第一章 系统总体设计系统总体设计 1.1 需求分析需求分析 通过建立违章监控和超速布控系统，实现对公路上监控区域内通行的车辆 进行实时监视、抓拍、报警、记录保存车辆通行的信息和车流量数据并进行集 中有效的管理，为公安部门打击盗枪和走私机动车犯罪、查缉交通肇事逃逸案 件、分析交通状况、加强交通管理提供有效的技术支持。 对监测车道全天侯记录车辆牌照及车辆全景特征图像，检测范围 50 米， 捕捉率 98%以上，车速 0-200 公里/小时，图片显示汉字、字母、数字清晰可辨。 采用先进的光电技术、计算机图像处理等技术，可实时记录经过监测区域 汽车的图像，并进行存储、处理、传输。对运行车辆的流量情况进行常年不间 断的自动记录、分析和存储，实时声光报警。而监控站点有信息录入，查询， 统计，传输，打印等功能。 1.2 系统简介系统简介 该系统的核心: 违章自动监测器及视频测速自动监测器采用嵌入式技术， 自动采集车辆信息并完成车辆测速、车牌颜色的自动识别功能，可以自动抓拍 轧黄线、逆行、超速、并通过外部获取红灯信号做到自动监测闯红灯车辆,并自 动测速。 违章自动监测器及视频测速自动监测器采用基于 ip 的网络接口或其它数 据接口方式（rs232、rs485、usb 等） ，易于与其它设备接口。系统控制中心管 理计算机与各监控点计算机的连接采用星形拓扑结构，每个监控点均可与控制 中心直接连接，传输车辆通行数据和监控图像数据。网络互联采用光纤或其它 通信方式 整个系统的设计目标是利用先进的光电、计算机、图像处理、模式识别等 技术，对监控路面过往的每一辆机动车的前部特征图像和全景图像进行连续全 天候实时记录，计算机根据所拍摄的图像进行车牌自动识别并对嫌疑车自动报 1 警。 1.3 设计依据设计依据 系统设计将依据国家和部门的相关标准和规范实施，具体列表如下： gb50198-94民用闭路监控电视系统工程技术规范 gb50057-94建筑物防雷设计规范 gb6510-8630mhz-1ghz 声音和电视信号的电缆分配系统 工业企业通讯接地设计规范 ga308-2001安防系统工程验收规范 ga/t70-94/t74-94中华人民共和国公共安全行业标准 ga/t95-94安全防范工程程序与要求 jcj/t16-92民用建筑电气设计规范 安防系统工程质量检验实施细则（试行稿） yd5003-94电信专用房屋设计规范 gb/t 8567-1988计算机软件产品开发文件编制指南 gb/t 9385-1988计算机软件需求说明编制指南 gb/t 9386-1988计算机软件测试文件编制指南 gb/t 11457-1995软件工程术语 gb/t 12504-1990计算机软件质量保证计划规范 gb/t 12505-1990计算机软件配置管理计划规范 gb/t 14394-1993计算机软件可靠性和可维护性管理 gb/t 15532-1995计算机软件单元测试 gb/t 16680-1996 软件文档管理指南 2 1.4 设计原则和目标设计原则和目标 在系统设计中，力求满足以下要求，以最优的性能价格比保护投资，我们 将遵循以下设计原则： 1、合理性：严格以系统工程学及其它先进理论指导设计，使系统的各部分合理 配置，有机融合和并尽可能地发挥设备潜力和软件功能，最大限度地提高系 统性能价格比。 2、先进性：采用先进设备和软件，使系统具有完备的功能，并且易于升级换代， 在保证其先进性的前提下具有较长的生命周期。 3、实用性：系统功能充分满足用户的实际需求，人机界面友好，易于使用、管 理、维护和扩展。 4、可行性：系统设计、选材、选型符合国家和地方政府的法规政策，与用户及 上级管理部门的管理制度相适应，用户在经济能力方面的实际情况相吻合。 5、可靠性：采用高集成设备，采用自动监测、自动监控和容错等技术来保证可 靠性。 6、安全性：系统具有防病毒，防误操作特性，有较强的抗干扰、抗静电能力， 同时提供数据备份、恢复功能。系统还将提供用户等级权限保护，有效排除 人为因素的干扰。 本系统要达到以下目标： 1、 合理配置辅助支架、车辆拍摄装置和辅助光源等。可全天候、不间断地对 所有通过监测点的车辆进行自动拍摄，使用视频检测技术，使用视频检测技术，只有当车辆通 过时才拍摄；准确地记录并存贮车辆（全景和近景特指车头或车尾部位） 、 车牌、速度、流量、日期、时间、地点和行驶方向等信息，能自动识别车 辆类型（大、小） 、车牌（含汉字、字母及数字和车牌颜色） ，实现车辆超 速、逆行、嫌疑车辆（交通违章或事故逾期未处理、逾期未参加法定检验、 被盗抢和肇事逃逸等等）及车牌自动比对与实时报警功能。 2、 辅助光源(可选可选)采用高效、节能、长寿命的高亮度 led 散射光源，功率不 超过 10w。光束与地面或水平线夹角不小于 75 度，避免影响行车安全。辅 助光源由光线自动调节设备自动控制开启和关闭，最大限度地节约能源。 3、 车辆感应采用视频检测视频检测方式，保证 100100的准确抓拍。 3 4、 选用高清晰度、低照度、稳定性好的摄像机，其配套的镜头应选用大孔径、 快速可控光圈、快门调整的专业镜头。防护罩采用自动温控调节的 ip66 级防水外壳，保证摄像机配置能保证在零下 60 摄氏度到 70 摄氏度的劣天 气条件下正常工作，能保证无论在白天还是夜晚以及各种光线条件下其所 拍摄的车辆图像均须既能看清车辆全貌，又能看清车辆号牌。 5、 工控主机选用高性能工业级控制机。依据各点的实际情况合理配置视频采 集与控制装置，并留有适宜的扩展与升级余量。 6、 视频、电缆线到位，接、插件连接可靠，电源线与信号线、控制线分开。 所有线缆应有明显可辨的编号或标识，其隐蔽部分要求用镀锌钢管套护， 裸露或弯曲部分要求用金属软管套护。系统的强弱电部分均合理配置防雷 装置。线缆及管线的连接、排列、走向、弯曲与接地处理等符合国家有关 规范要求。 7、 机箱、设备的防护等级不低于 ip66 要求，并具备防尘、防潮、防热、防 雷、防鼠虫、抗干扰等功能。 8、 具备各类信息的数据库管理以及系统（含各功能模块及其电源）故障自动 诊断与自动报警（含防盗报警，各种报警提示方式包括声光形式应有明显 区别）和远程监控、远程维护与远程报警等功能。 9、 中文界面，简单直观，操作方便。采用视频触发技术，保证车辆及车牌的 抓拍率和识别率符合客户要求的技术指标。各功能模块（包括运行参数等） 可根据实际需要进行灵活配置与管理，能够按照车型、车牌、速度、流量、 时间、地点、行驶方向、报警类别等相关条件进行单一或组合方式的信息 查询、统计、打印等。 10、 可存贮不少于 100 万辆汽车图像信息，实现全自动刷新，循环存储。能够 进行多任务操作，监控、查询等互不影响。具备完善的系统管理（包括用 户操作权限管理、黑客与病毒防治等）功能。 11、 系统的设计、生产、施工、检测、运行、维护和培训等工作严格依照 iso9000 系列质量保证体系的规定与要求进行实施。 4 1.5 系统构系统构成成 1.5.1 前端系统组成前端系统组成 由全景摄像机、违章自动监测器及视频测速自动监测器专用摄像头(车道摄 像头)、违章自动监测器及视频测速自动监测器、测速数据网络接口设备和现场 工控机、网络光纤收发器等设备组成，其结构框图见下图。 1违章自动监测器及视频测速自动监测器违章自动监测器及视频测速自动监测器 其中核心部分“违章自动监测器及视频测速自动监测器”在硬件上由图像 识别、测光及灯光控制、数据通信接口组成，在软件上由车辆特征快速提取算 法（包括车牌、车灯、车辆轮廓三种方式） 、车辆特征快速匹配算法、光学畸变 校正算法、速度测定算法以及图像压缩算法等组成，具有优于雷达测速精度的 较高的准确性和较小的误差范围，其主要特点就是可以保证其主要特点就是可以保证 100的车辆的车辆 唯一性唯一性。其结构框图见下图。 测速识别器 全景摄像机 现场工控机现场工控机 车辆速度 车辆图片 全景信息 测速识别器 测速识别器测速识别器网络 数据交换设备 红灯信号 5 目前国际上对于单一车辆测速主要有以下几种解决方案：目前国际上对于单一车辆测速主要有以下几种解决方案： 1)使用辅助手段（如光栅、雷达）进行触发，然后进行视频抓拍测速， 主要缺点是：雷达、光栅等辅助设备雷达、光栅等辅助设备都有一个响应时间，导致误差较大； 且车辆过多、过密时由于无法判断触发车辆与拍摄车辆是否为同一辆车， 也就是无法保证车辆唯一性无法保证车辆唯一性，基本上不能起到测速的作用。另由于普通雷 达的有效测量范围是 20 公里每小时至 300 公里每小时在，所以车辆低速行 驶时基本失效。所以在城市道路中，此类产品没有实际意义。 2)使用多个摄像机测速进行视频抓拍测速，主要缺点是：车辆的唯一车辆的唯一 性问题性问题，如果不加入车辆特征（车牌或其他特征）就不能确定是否为同一 辆车；其次也是响应时间问题，由于受接受设备的限制，不可能准确获得 触发的准确时间间隔，所以会造成测得的速度误差较大。 3)使用高速摄像设备获得视频图像，事后处理，其主要缺点是：不能 做到时时处理，对于一些需要时时处理的用户需求无法满足；其次由于数 据量太大，必须舍弃大部分有价值的图像信息，否则将造成数据堆积，导 致处理设备无法负荷而瘫痪。 4)对于不附加其他辅助设备的单一摄像设备的视频测速，目前来说是 全世界智能交通领域的一个难题，完全处于理论研究阶段，其主要的难点 在于基于车辆特征进行测速首先要求其车辆特征高速算法、车辆特征匹配 高速算法，本产品从根本上解决了目前困扰世界智能交通领域的一项难题。 6 我公司研制的违章自动监测器及视频测速自动监测器违章自动监测器及视频测速自动监测器的主要目的就 是从根本上解决上述现有技术的不足之处，我们提出的单一摄像设备的视频测 速系统及其方法，能够在不需要附加其他检测设备前提下，准确地测量单一准确地测量单一 车辆的速度，车辆唯一性车辆的速度，车辆唯一性 100100，测速误差小于，测速误差小于 3 3，测速范围，测速范围 0 0200200 公里每小时。公里每小时。 违章自动监测器及视频测速自动监测器以数字信号处理芯片作为算法运行 的硬件平台，所有算法固化在硬件之中，可以脱离计算机独立运行，集成了所 必须的所有硬件和软件，不再需辅助的设备即可完成其功能。在硬件上，集成 了可控照明灯、摄像头、光学成像控制模块、数字信号处理器、存储器（数据 和程序存储器） 、通信模块、温控模块等；在软件上，集成了车辆特征提取、车 辆特征匹配、光学畸变校正、速度测算、图像压缩算法等算法。 2光学控制以及灯光控制模块光学控制以及灯光控制模块 我公司研制的违章自动监测器及视频测速自动监测器专用的光学控制以及 灯光控制模块，针对天气和时间变化的需要，光学和灯光控制模块可以快速调 节摄像头的光圈、快门等参数，保证抓拍图像的视觉效果。对于清晨、正午、 傍晚、夜晚、夕照、车辆大灯、阳光直射、多云、以及雨、雪等天气状态下， 可以自动调节图像质量，避免了普通电子警察系统对天气、光线等很多情况下，避免了普通电子警察系统对天气、光线等很多情况下， 车辆图片肉眼不能辨别其车辆特征的问题车辆图片肉眼不能辨别其车辆特征的问题，并控制对准车辆的灯光的开启和关 闭。 3 3违章自动监测器及视频测速自动监测器网络数据交换模块违章自动监测器及视频测速自动监测器网络数据交换模块 是本公司专门为违章自动监测器及视频测速自动监测器研制的高性能的网 络接口设备。本品采用 ram9 处理器，自主开发的嵌入式操作系统，保证不死自主开发的嵌入式操作系统，保证不死 机机，可以同时接收四路高速串口数据，并将其转化成网络数据，并具有高速缓 存功能，可保存 1000 条车辆违章信息（包括图片） ，流量信息 100 万条以上， 保证在通讯线路故障或监测点工控机故障时，保证在通讯线路故障或监测点工控机故障时，保证 24 小时数据不丢失小时数据不丢失。 4通信模块通信模块 基于城域网建设的该系统，是以网络通信为基础。因此，每个监测节点都 7 安装有基于 ip 的通信模块，能够实现网络互联。 5软件业务接口模块软件业务接口模块 该系统提供的软件业务接口模块允许其它公安业务系统与该系统接口，调 动所有的业务资源为社会治安管理服务，包括车辆归属的查询、车主身份的查 询、其它关联业务调度等。 7数据库业务接口模块数据库业务接口模块 该系统提供数据库业务接口，可以将系统的数据库资料提供给其它业务软 件，供它们调用，实现数据共享。 1.5.2 中心系统组成中心系统组成 中心系统管理软件的主要功能包括：中心系统管理软件的主要功能包括： 可以按大型车、小型车两类对车辆进行查询。 可以设定查询起止时间查询车辆通行记录。 可以对设定车速范围的车辆通行记录的查询。 可以对特定路段车辆通行记录的查询。 可以对流量的统计查询，可定时对车辆通行记录进行统计，得到不同路口 平均车流量、小时平均车流量、日平均车流量、月平均车流量等统计数据。 系统实时报警功能，以声光或其它多种形式报警。 系统可以进行远程管理维护。 系统校时：自动校正系统内各个设备的时间，并使其保持一致。 系统设备巡检：自动定时检测包括通讯线路、监测点工控机、以及摄像头 在内的所有主要设备的工作情况，具备报警功能，并保存日志，以备维护 人员使用。 1.6 技术特点及指标技术特点及指标 1. 技术特点技术特点 （1 1）高可靠性）高可靠性 8 违章自动监测器及视频测速自动监测器是基光、机、电一体化的高科技产 品，具有高度的稳定可靠性，保证无故障时间超过 100000 小时，不存在死机现 象。 （2 2）高度集成）高度集成 违章自动监测器及视频测速自动监测器基多种功能于一身，系统在实时记 录通过的车辆图像时，判断是否有违章驾驶行为（闯红灯、轧黄线、逆行、违 章变线等） ，并可测算车辆速度，并具备网络数据传输功能。 （3 3）视频触发）视频触发 避免线圈触发的弊端（断路施工、线圈因道路变形而变化） 。 （4 4）视频测速）视频测速 基于高速处理器和高速算法，识别车辆速度，测速误差小于 99% 捕捉车辆率： 98% 测速时间： 100000 小时 10 适应环境温度范围 ：-60+70；工作湿度：0 95% 工作电压： 176vac 243vac， 50hz5hz 第二章第二章 子系统设计子系统设计 2.1 前端系统设计前端系统设计 车辆通过监控点时，违章自动监测器及视频测速自动监测器自动检测车辆 的行使状态，判断是否存在违章现象，并自动抓拍将车辆图片，将违章记录存 储到工控机。 每一监测点由一台工控机连接多个违章自动监测器及视频测速自动监测器一台工控机连接多个违章自动监测器及视频测速自动监测器 网络数据交换模块，网络数据交换模块，并通过违章自动监测器及视频测速自动监测器网络数据交 换模块控制其它前端设备，而工控机只需要配网络接口即可，由于违章自动监由于违章自动监 测器及视频测速自动监测器网络数据交换模块具有缓存功能，这样避免了由于测器及视频测速自动监测器网络数据交换模块具有缓存功能，这样避免了由于 工控机或某个设备故障导致的所有设备不能运行工控机或某个设备故障导致的所有设备不能运行。工控机接收车辆违章结果和 车辆图片，并根据设备内部序列地址码获得该车辆所行经的路口、行进方向等 信息。如用户需要车辆通行的全景大图，则由管理计算机从设备上传的实时视 频信号中采集全景彩色大图，与车辆图片、时间、地点、车速等信息综合成一 条车辆通行记录，记录在数据库中，根据用户的需要实时、定时和人工将数据 上传至控制中心。 我们以一个双向四车道的十字路口为例，其设备连接逻辑图如下 0 0 2.1.1 前端系统硬件设备前端系统硬件设备 前端卡口部分的硬件设备包括全景摄像机、违章自动监测器及视频测速自 动监测器专用车道摄像头、违章自动监测器及视频测速自动监测器、违章自动 监测器及视频测速自动监测器数据网络接口设备、卡口现场工控机、广域网络 设备收发器等设备组成。 2.1.2 前端子系统构建的关键点前端子系统构建的关键点 建立起无人值守的全天候、全自动卡口监测系统，系统做到不死机，即使 出现死机现象，也可以极短的时间内重启，不影响系统正常运行，自动侦测设 备运行状态，系统运行状态及时上报指挥中心，使得在网络连同时指挥中心可 以随时查阅前端各子系统状态；在网络出现问题时，指挥中心通过检查前端子 系统的运行日志，可以直接判断是否为网络故障，减少现场检查设备的次数。 1.违章自动监测器及视频测速自动监测器的稳定运行：违章自动监测器及视频测速自动监测器的稳定运行：本产品是基于嵌入式 系统平台开发的电子产品，在正常工作条件下、可以保证连续 100000 小时 的无故障运行。 2.工控机的稳定运行：工控机的稳定运行：由于计算机的复杂性，以及操作系统本身的缺陷，任 何人也无法保证工控机不会出现死机现象，对此我们采用硬件看门狗的方 式，由前端的系统软件复杂与硬件看门狗通讯，一旦出现计算机或软件死 机，系统将自动重启，保证系统连续运行。 3.数据传输和共享的安全性：数据传输和共享的安全性：基于对公安系统网络安全的考虑，本公司在软 件开发时已经采用了通讯程序协议加密、数据加密、网络端口扫描监测等 技术，不会出现由于软件自身缺陷造成可能的外部入侵，同时在。实现在 广域网中的数据库信息共享问题。 4.数据查询：数据查询：一般来说，所有的查询指令都是由指挥中心发出的，前端子系 统只负责将查询结果上传到指挥中心，此技术类似于 oracle 中的分布式 数据库管理，以此方式来减轻指挥中心服务器的工作负担。 1 2.1.3 主要功能和特点主要功能和特点 由前所述，由于我们有构建卡口系统的丰富经验，以及长期积累的卡口可能 出现的各种问题的解决方法，所以使得整个前端系统具有了以下特点： 1. 稳定性：稳定性： 长时间无人值守的状态下稳定运行，可全天候、不间断地对所有 通过卡口点的车辆进行自动拍摄，且只有当车辆通过时才拍摄；准确地记 录并存贮车辆（全景和近景特指车头或车尾部位） 、车牌、速度、流量、日 期、时间、地点和行驶方向等信息，能自动识别车辆类型（大、小） 、车牌 （含汉字、字母及数字和车牌颜色） ，实现车辆超速、逆行、闯红灯、轧黄 线等多种违章行为的实时报警功能。具备信息数据库管理功能、设备自检 功能、自动与指挥中心服务器校时。 2. 安全性：安全性： 数据传输和共享加密，所有数据传输和共享均采用本公司自行开 发的软件实现，不采用 window 网络系统的计算机直接访问，有效防止外部 入侵。 3. 数据实时性：数据实时性： 采用网络数据传输保证了前端数据在决大部分情况下，数据 实时传输至指挥中心，保证了数据的实效性。 4. 易维护性：易维护性： 由于前端子系统具备设备自检功能，检测数据定时发送到指挥 中心，指挥中心可以通过查阅前端设备自检数据、前端设备报警等信息， 方便地发现设备故障。使得前端子系统的维护变得简单、轻松。 2.1.4 系统设备选型系统设备选型 1 违章自动监测器及视频测速自动监测器违章自动监测器及视频测速自动监测器 本系统的核心产品是一种以计算机视觉和模式识别科学为理论依据，并辅 以多种工程学标准，开发的最新型的光、机、电一体化的高科技产品。由于有 科学的理论指导并采用了众多的新技术使其具有科学上的先进性，合理的设计 使其具有全天候野外工作能力。其设计思想本身就是一种据有科学前瞻性的探 索，其产品化的意义更是无与伦比，解决了众多困扰世界智能交通界的难题。 其技术指标如下 车辆抓拍速度唯一性 100 2 车牌定位正确率 99% 捕捉车辆率： 98% 测速速度 100000 小时 适应环境温度范围 ：-40+70；工作湿度：0 90% 工作电压： 176vac 243vac， 50hz5hz 单路违章自动监测器及视频测速自动监测器产品外观如上图 3 单路违章自动监测器及视频测速自动监测器产品内部结构如上图 单路(白)以及多路(黑)违章自动监测器及视频测速自动监测器产品外观如上图 2 违章自动监测器及视频测速自动监测器专用光学控制和灯光控制模块违章自动监测器及视频测速自动监测器专用光学控制和灯光控制模块 此产品是我公司针对违章自动监测器及视频测速自动监测器的测速和闯红灯 抓拍效果，而特定研制的摄像头控制模块，它的研制成功改变了以往测速识别 仪对光线的苛求，可以根据拍摄图像中车辆特征的效果自动调整快门速度和曝 光强度，并可自动控制补光照明设备的开启和关闭，可以适应清晨、正午、傍 晚、夜晚、夕照、车辆大灯等各种不同光照条件。 4 违章自动监测器及视频测速自动监测器专用光学控制模块如上图 3 违章自动监测器及视频测速自动监测器专用摄像头的防护外壳违章自动监测器及视频测速自动监测器专用摄像头的防护外壳 考虑到我国城市道路特点、气候条件和卡口路段的道路交通情况以及用户需 求。因为冬天的室外最低温度可能会接近零下 40 摄氏度，而夏天在日照强烈的 条件下，路面温度可能会高达 50 摄氏度，如此恶劣的环境变化，会使一般的工 业级电子产品无法正常工作，要保证前端卡口的室外设备全天候地自动地正常 运行工作，首先要解决的是对设备内部温度的自动调控，所以我们对龙门架上 的设备采用高品质的 ip66 级防水、恒温防护外壳。 防护罩指标 采用小型全天候摄像机防护罩，主要由铝合金构成，可安装摄像机 和摄像机的控制电路板及电源模块。 技术指标 输入电压：220vac 50hz 输入功率：40w 220vac 机械构造：铝合金，聚脂粉涂层 环境标准：ip66 认证：ce 电缆入口：2 处护罩底部密封口，通过最大电缆直径（1.2cm） 窗口：5.4cm 护罩盖锁：不锈钢 加热：内置自动加热器，加热器供电 220vac 25w，加热器在 8 5 时自动打开，在 37时自动关闭。 防护罩产品外观如上图 4 违章自动监测器及视频测速自动监测器专用摄像机违章自动监测器及视频测速自动监测器专用摄像机 采用日本 sony 公司生产的低照度彩色摄像机。经我公司的长期应用和测 试，此产品具有安装调试方便、故障率低、信噪比高、低照度、价格合理等 多项优点。 型号：sony fcb-ex48bp 彩色一体机 技术指标： 有效像素 38 万 低照度：0.7lux 18 倍光学变焦 光圈：f1.4-f22 焦距：f=4.1 to 73.8 mm 自动白平衡 背光补偿 fcb-ex480bp 1/4exview had ccd 216 倍变焦（18 倍光学，12 倍数码） 460 线 44 万像素 6 auto icr（外光滤光片自动开关功能）近红外线感度 彩色转黑白 超低照度，最低可达 0.7lux（一般） 重点测光 保障私隐遮盖功能（24 个区域） 电子慢速快门 报警功能 180相位反转功能 镜像功能 画面冻结功能 自动/手动聚焦 自动/手动光圈 自动/手动快门 红色/蓝色增益 亮度调节 超级逆光补偿 锐度调节 数字变倍调节 操作显示功能 高速串联埠（最大 38.4kb/s）及 ttl 信号控制（visca protocol） 内/外同步 7 违章自动监测器及视频测速自动监测器专用摄像头产品外观如上图 5 电源模块电源模块 采用北京益弘泰科技发展有限责任公司的 ac/dc 模块。 技术指标： 输入电压：220vac（165265vac） 50hz 输出电压：12vdc 输出功率：15w 通过 认证：目前唯一通过国家 3c 认证的模块电源 模块电源产品外观如上图 6 光源光源 采用美国 lumileds 生产的大功率白光 led 灯（每个 led 灯的功率为 1w） ，特点是高亮度与寿命长，由摄像机控制板通过固态继电器控制频闪，与 摄像机场同步信号同步，可大大减少灯的总输出功率和减少灯的发热，可延长 灯的寿命。 输入电压：220vac 50hz 输入功率：20w 输出功率：9w/12w 9 或 12 个 led 灯 8 高亮度 led 灯 单位光通量 120 流明 可以保持极高的光通量 长寿命 连续工作时间100 小时 各种散射角度选择 较之与白炽灯、卤素灯有较高的转换效率 低压支流电即可工作 冷光源，无炽热感 反应快捷(点亮时间100ns 纳秒) 高效的静电放电保护 违章自动监测器及视频测速自动监测器专用 led 光源产品外观如上图 7 违章自动监测器及视频测速自动监测器网络数据转换模块违章自动监测器及视频测速自动监测器网络数据转换模块 本产品为高性能的 ram9 处理器，操作系统为自主开发的嵌入式操作系统 输入电压：12dc 输入功率：5w 平均无故障时间：100000 小时 输入数据：rs232/rs485/rs422 100bps961200bps 输入数据端口数量：4 个 输出数据：lan 10mbps 8 工控机工控机 （1）配置和特点 9 机箱：ipc-6806w 机箱ipc-6106p4 底板ps-160w 电源 主板：fsc-1612vn cpu： piii500mhz 内存： 128m 硬盘： 40g7200 转 软驱：1.44 socket 370 主流架构，intel 815e 芯片集，100/133 mhz fsb； 双路 ata100 支持 4 个 ata1006633mbsec 硬盘； vga/agp 控制芯片集内集成 支持 agp 2x， 133 mhz； 带硬件状态监测，四个 usb 接口； 所有接口朝同一方向，便于维护； 单一产品长期供货，供货期长达 5 年； .提供快捷的 oem/odm 服务。 （2）ipc 结构的优点 ipc：即基于 pc 总线的工业电脑。据 2000 年 idc 统计目前 pc 机已占到 通用计算机的 95以上，因其价格低、质量高、产量大、软、硬件资源丰富， 已被广大的技术人员所熟悉和认可，这正是工业电脑热的基础。其主要的组成 部份为工业机箱、无源底板及可插入其上的各种板卡组成如 cpu 卡、io 卡 等。并采取全钢机壳、机卡压条过滤网，双正压风扇等设计及 emc（electro magnetic compatibility）技术以解决工业现场包括公路现场的电磁干扰、震动、 灰尘、高低温等问题。具有以下特点： 可靠性：工业 pc 具有在粉尘、烟雾、高低温、潮湿、震动、腐蚀和快速 诊断和可维护性，其 mttr （mean time to repair）一般为 5min，mttf 10 万小时以上，而普通 pc 的 mttf 仅为 1000015000 小时。 实时性，工业 pc 对工业生产过程进行实时在线检测与控制，对工作状况的 变化给予快速响应，及时进行采集和输出调节， （看门狗功能这是普通 pc 所不具有的）遇险自复位，保证系统的正常运行。 扩充性，工业 pc 由于采用底板cpu 卡结构，因而具有很强的输入输出 功能，最多可扩充 20 个板卡，能与工业现场的各种外设、板卡如与道控制 10 器、视频监控系统、车辆检测仪等相连，以完成各种任务。 兼容性，能同时利用 isa 与 pci 及 picmg 资源，并支持各种操作系统，多 种语言汇编，多任务操作系统。 卡口控制工控机产品外观如上图 2.1.5 系统的优越性系统的优越性 1. 本产是基于嵌入式系统平台开发的电子产品，不同于普通的计算机软件测速 识别系统。本公司的违章自动监测器及视频测速自动监测器以高性能的数字 处理芯片作为算法运行的硬件平台，所有算法固化在硬件之中，因此可以脱 离计算机实现其功能，使产品自身具有极高的系统稳定性。 2. 违章自动监测器及视频测速自动监测器以数字信号处理芯片作为算法运行的 硬件平台，所有算法固化在硬件之中，可以脱离计算机独立运行，集成了所 必须的所有硬件和软件，不再需辅助的设备即可完成其功能。在硬件上，集 成了可控照明灯、摄像头、光学成像控制模块、数字信号处理器、存储器 （数据和程序存储器） 、通信模块、温控模块等；在软件上，集成了车辆特 征提取、车辆特征匹配、光学畸变校正、速度测算等算法。 3. 本公司违章自动监测器及视频测速自动监测器与其它同类产品的比较： 目前国际上对于车辆测速主要有以下几种解决方案： 1)使用辅助手段（如光栅、雷达）进行触发，然后进行视频抓拍测速， 主要缺点是：雷达、光栅等辅助设备都有一个响应时间，导致误差较 大；且车辆过多过密时由于无法判断触发车辆与拍摄车辆是否为同一 辆车，基本上不能起到测速的作用。另由于普通雷达的有效测量范围 11 是 20 公里每小时至 300 公里每小时在，所以车辆低速行驶时基本失效。 2)使用多个摄像机测速进行视频抓拍测速，主要缺点是：车辆的唯一性 问题，如果不加入车辆特征（车牌或其他特征）就不能确定是否为同 一辆车；其次也是响应时间问题，由于受接受设备的限制，不可能准 确获得触发的准确时间间隔，所以会造成测得的速度误差较大。 3)使用高速摄像设备获得视频图像，事后处理，其主要缺点是：不能做 到时时处理，对于一些需要时时处理的用户需求无法满足；其次由于 数据量太大，必须舍弃大部分有价值的图像信息，否则将造成数据堆 积，导致处理设备无法负荷而瘫痪。 4)对于不附加其他辅助设备的视频测速，目前来说是全世界智能交通领 域的一个难题，完全处于理论研究阶段，其主要的难点在于基于车辆 特征进行测速首先要求其车辆特征高速算法、车辆特征匹配高速算法， 其次要求有告诉的图像采集、处理、运算平台，这在普通计算机上是 无法实现的。除非使用高档的图像采集卡、高档图像工作站支持，但 是即使实现，由于其成本太高，也无法进行商业应用。 本公司的违章自动监测器及视频测速自动监测器，从根本上解决了的当前 困扰世界智能交通领域的这一难题。 我公司研制的违章自动监测器及视频测速自动监测器的主要目的就是从根 本上解决上述现有技术的不足之处，我们提出的单一摄像设备的视频测速系统 及其方法，能够在不需要附加其他检测设备前提下，准确地测量单一车辆的速 度，车辆唯一性 100，测速误差小于 3，测速范围 0200 公里每小时。 违章自动监测器及视频测速自动监测器以数字信号处理芯片作为算法运行 的硬件平台，所有算法固化在硬件之中，可以脱离计算机独立运行，集成了所 必须的所有硬件和软件，不再需辅助的设备即可完成其功能。在硬件上，集成 了可控照明灯、摄像头、光学成像控制模块、数字信号处理器、存储器（数据 和程序存储器） 、通信模块、温控模块等；在软件上，集成了车辆特征提取、车 辆特征匹配、光学畸变校正、速度测算等算法。 12 2.1.5 前端系统采用的国家标准前端系统采用的国家标准 13 2.1.6 电子警察系统设备清单电子警察系统设备清单 序 号 设备名称型号单位数量 违章检测器违章检测器监测设备监测设备 1 电子警察违章检测器 hw-ep-i 台 4 2 电子警察违章检测器照明灯 hw-epl-ii 个 4 3 电子警察违章检测专用数据传输模块 hw-epn-ii 个 1 4 电子警察大场景摄像机 hw-epd-i 台 2 5 电子警察大场景摄像机控光模块 hw-epc-i 个 1 6 工控机(无显示器)台 1 7 全景摄像机用视频采集卡/或硬盘录像卡 dh-cg300/hik 块 1 8 10m/100m网卡 tp-link 块 1 9 万向节个 6 10 抱箍、线材、辅料批 1 14 2.2 系统软件设计系统软件设计 2.2.1 系统软件的主要功能系统软件的主要功能 2.2.1.12.2.1.1 接收数据接收数据 接收下端检测设备上传的数据，给下端检测设备收到数据的确定信息，并 将车辆速度、车辆图片数据、流量检测数据，写入系统本身数据库。对于接收 的数据，我们将采用先并行处理的方式进行处理，所有数据的保存将在后台数 据库服务程序中完成。以保证数据的实时有效性。 2.2.1.22.2.1.2 数据处理数据处理 a.对车辆违章情况的数据自动记录、保存。 b.对流量检测数据计算检测点、检测断面的小时流量、高峰小时流量等流量 统计。高峰小时流量为实际检测的高峰小时流量，以 10 分钟为间隔。即前后一 个小时内流量检测为最大的小时流量。 2.2.1.32.2.1.3 对数据进行存储、统计、查询。对数据进行存储、统计、查询。 对数据的存储应考虑统计、查询的速度。对实时原始数据、计算数据及这 些历史数据进行存储，按照天、周、月、年、地点的形式统计、查询、对比、 打印。 a.原始数据、计算数据存储 13 月，超过 13 月数据以半年为周期转存。提 供软件功能设置。 b.对有效率统计数据自动生成折线图。包括车辆牌照自动识别的有效率， 车辆牌照识别数据对比成功的有效率。 c.对流量数据按照天、周、月、季、年的形式，分别自动生成实时及与历 史数据对比的折线图。 实时折线图。将 c 中列出的数据按照天(以小时为单位)、周(以天为单位)、 月(以天为单位)、季(以周为单位)、年(以月为单位)的形式自动生成折线图。 (单位时间可以人工修改) 与历史数据对比的折线图。将 c 中列出的数据按照天(以小时为单位)、 15 周(以天为单位)、月(以天为单位)、季(以周为单位)、年(以月为单位)的形式 与历史时间同期数据在一个图内自动生成折线图。(单位时间可以人工修改) d.可以进行简单和综合的数据查询。包括流量、车速、通行记录等所有本 系统内数据的查询功能，当然对于查询的权限，我们将通过密码、硬件加密等 措施。 2.2.1.42.2.1.4 违章车辆实时报警。违章车辆实时报警。 对违章车辆可以实时监控报警和历史查询报警。 a. 违章车辆实时监控报警。在中心设置车速限制或其他违章类型，中心对 上传的检测数据实时监控存储并报警，发现有违章车辆通过时，通过颜色变换、