專利名稱：一種治安智能卡口系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于智能交通和電子警察領域，特別是一種治安智能卡口系統。
背景技術：
當前，在各類刑事犯罪當中和機動車輛有關的案件為數不少，如交通肇事逃逸、盜搶機動車輛等等。如果在進出市區的重要道路及高速公路的重點路段設立一個自動監控點實現對過往車輛的情況進行24小時不間斷、全天候的自動記錄，即安裝公路車輛智能監測記錄系統(俗稱“智能卡口”)，則可為各地公安部門偵破案件提供重要線索與依據，并能有效地提高各地公安交警部門對機動車輛的管理水平。除此之外，該系統還具備測速及車流量監測的功能，可以實現對違法超速行駛車輛的監控與記錄，“黑名單”緝查也是該系統的一個主要功能。治安智能卡口系統利用先進的計算機圖像處理、模糊識別、遠程數據訪問等技術研制而成。系統對通過被監控路段的每一臺機動車輛的前部物征圖像(車牌類型及號碼)和車輛全貌(顏色、車輛長度等)進行連續全天候實時記錄，系統對抓拍到的車輛圖像進行車牌自動識別并對車輛進行動態布控，對超速、逆行等非法行駛的車輛進行抓拍，并將車輛通過卡口監控點的時間、車速及車輛類型等信息一并生成數據文件保存,也可通過寬帶網絡將各個監控點的信息傳送到遠端的管理中心，實現有機共享。當前卡口系統往往功能單一，缺乏多元化，滿足不了實際的需求，車牌的識別往往是基于單幅圖像的識別方法，這樣避免不了偶然性錯誤，系統的識別率往往不高，另外環境的變換往往給系統帶來較大的影響，系統無法快速適應環境的變換。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種智能卡口系統，該系統可以實現車輛檢測、車輛號牌自動識別與布控車輛輯查，車速測定與超速報警、車流量統計、數據傳輸與遠程維護、數據檢索、故障容錯和防盜報警功能。實現本實用新型目的的技術解決方案為一種治安智能卡口系統，包括攝像及輔助照明單元包括高清攝像機和補光燈，用于全天候捕獲車輛及車牌信息，每條車道至少配置一臺特寫攝像機，每個行駛方向配置一臺全景攝像機；車輛檢測單元包括檢測主機及地感線圈，用于完成對車輛的檢測、車速的測定以及車流量的記數與統計；當車輛通過地感線圈時，地感線圈產生感應信號并將其發送給檢測主機，檢測主機根據這些感應信號測定車速和統計車流量；圖像采集與處理單元包括工控計算機、視頻采集卡和控制模塊，視頻采集卡、控制模塊均安裝在工控計算機內，視頻采集卡接收由攝像機傳過來的視頻流，控制模塊包括圖像采集處理子模塊和車牌自動識別子模塊，由視頻采集卡將攝像機的模擬視頻圖像信號轉換成數字圖像，當檢測主機檢測到有車輛通過時，圖像采集子模塊此時在特寫攝像機的視頻流中截取一幅特寫圖片，同時在全景攝像機的視頻流中截取一張全景圖片，特寫圖片經車牌識別子模塊完成車牌信息識別；傳輸單元包括遠程網絡通信模塊、傳輸設備光端機和傳輸線路光纖；用于將攝像及輔助照明單元采集的視頻信號和車輛檢測單元檢測的車檢信號傳輸到工控計算機；中心管理單元包括數據庫服務器、網絡交換機以及查詢工作站，查詢工作站和數據庫服務器直接連接網絡交換機，中心管理單元采用C/S和B/S結構，用于完成查詢信息、發布布控、報警功能；數據庫服務器接收并存儲圖像采集與處理單元識別出的車牌信息，圖像采集子模塊截取的特寫圖片和全景圖片存儲在數據庫服務器中；攝像及輔助照明單元輸出視頻信號，車輛檢測單元輸出車檢信號，輸出的車檢信號和視頻信號輸入到圖像采集與處理單元的信號輸入端，圖像采集與處理單元的信號輸出端輸出車牌信息，輸出的車牌信息輸入到中心管理單元的信號輸入端，中心管理單元將車牌信息存入到數據庫中。本實用新型與現有技術相比，其顯著優點本實用新型采用基于智能決策和在線學習的車牌識別算法，不僅提高了系統的識別率和識別結果的正確性和魯棒性，而且提高了系統快速適應新的應用環境的能力。本實用新型采用遠程傳輸技術，將工控計算機采用看門狗和一體化主板，不僅提高了系統的可靠性和可維護性。本實用新型通過在每個車道埋設兩個地感線圈的方式，不僅提高了檢測的準確性，而且能夠檢測車速及逆向行駛。本實用新型設有中心管理單元，公安網內的內部用戶可以查詢信息、發布實時布控信息以及報警。本實用新型將多種功能集合于一身，滿足了多元化的需求。
圖1是治安智能卡口系統拓樸結構圖。圖2智能卡口系統前端拓撲結構圖圖3本系統前端工作流程圖。圖4本系統中心管理單元框架圖。圖5卡口系統前端安裝示意圖(同向雙車道)。圖6是本實用新型的系統連接框圖。
具體實施方式
一種治安智能卡口系統，包括攝像及輔助照明單元包括高清攝像機和補光燈，用于全天候捕獲車輛及車牌信息，每條車道至少配置一臺特寫攝像機，同時為了看清車輛的車型、顏色、輪廓、裝載情況以及道路情況，每個行駛方向配置一臺全景攝像機，并且采用CDM泛光燈補光，減少駕駛員的不適感；車輛檢測單元包括檢測主機及地感線圈，用于完成對車輛的檢測、車速的測定以及車流量的記數與統計；采用線圈檢測器的車輛檢測方式，每個車道埋設兩個地感線圈，用于檢測車輛和車速，并能對超速車輛和逆向行使車輛發出報警信號；檢測主機采用撥碼開關設置檢測靈敏度，系統掉電永不丟失參數，可靠性高。當車輛通過地感線圈時，地感線圈產生感應信號并將其發送給檢測主機，檢測主機根據這些感應信號測定車速和統計車流量；所述車輛檢測單元每個車道埋設兩個地感線圈，用于檢測車輛和車速，并能對超速車輛和逆向行使車輛發出報警信號；檢測主機采用撥碼開關設置檢測靈敏度。圖像采集與處理單元采用工控計算機、視頻采集卡和相應的控制模塊完成圖像的采集和處理，包括車牌定位、車牌切分、車牌識別、車牌識別結果決策。其中，車牌定位采用基于特征顯著性的多種特征融合的車牌定位算法完成車牌定位，適用于各種復雜的背景環境和不同的攝像角度，車牌識別結果決策模塊利用一個車牌經過視野的過程中留下的歷史記錄(包括識別結果、識別可信度、軌跡記錄、相似度記錄等)，對識別結果進行智能化的決策；視頻采集卡、控制模塊均安裝在工控計算機內，視頻采集卡接收由攝像機傳過來的視頻流，控制模塊包括圖像采集處理子模塊和車牌自動識別子模塊，由視頻采集卡將攝像機的模擬視頻圖像信號轉換成數字圖像，當檢測主機檢測到有車輛通過時，圖像采集子模塊此時在特寫攝像機的視頻流中截取一幅特寫圖片，同時在全景攝像機的視頻流中截取一張全景圖片，特寫圖片經車牌識別子模塊完成車牌信息識別；傳輸單元包括遠程網絡通信模塊、傳輸設備光端機和傳輸線路光纖；用于將攝像及輔助照明單元采集的視頻信號和車輛檢測單元檢測的車檢信號傳輸到工控計算機；中心管理單元包括數據庫服務器、網絡交換機以及查詢工作站，查詢工作站和數據庫服務器直接連接網絡交換機，中心管理單元采用C/S和B/S結構，用于完成查詢信息、發布布控、報警功能；數據庫服務器接收并存儲圖像采集與處理單元識別出的車牌信息，圖像采集子模塊截取的特寫圖片和全景圖片存儲在數據庫服務器中；各個用戶終端分別具有相應的權限，均為公安網內的內部用戶，實行分級管理。攝像及輔助照明單元輸出視頻信號，車輛檢測單元輸出車檢信號，輸出的車檢信號和視頻信號輸入到圖像采集與處理單元的信號輸入端，圖像采集與處理單元的信號輸出端輸出車牌信息，輸出的車牌信息輸入到中心管理單元的信號輸入端，中心管理單元將車牌信息存入到數據庫中，對外提供查詢等功能，主要完成查詢、布控、報警功能。本實用新型治安智能卡口系統，所述工控計算機內置硬件看門狗，并且采用一體化主板。(系統死機可自動重啟，另工控機采用目前運算速度高、一體化主板，使系統處理速度快，并減少多板卡插拔引起的不良影響)。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。由圖1、圖2、圖3和圖4所不，治安智能卡口系統包括車輛檢測單兀、如端攝像及輔助照明單元、圖像采集及處理單元、傳輸單元及中心管理單元。本系統前端系統中攝像機一直處于實時攝像狀態(每秒25幀)，圖像遠程傳輸到工控機內的視頻采集卡里，由視頻采集卡將攝像機的模擬視頻圖像信號轉換成數字圖像，當檢測主機檢測到有車輛通過時，圖像采集子模塊此時在特寫攝像機的視頻流中截取圖片(車牌特寫)，同時在全景攝像機的視頻流中截取全景圖片，特寫圖片經車牌識別模塊完成車牌號碼識別，控制模塊記錄車輛通過監控點的時間、地點、車輛行駛速度、行駛方向、車身長度以及車輛圖像等，當測得的車速超過系統設定的限速值時，立即現場報警，通知值班人員加以注意，以上車牌號碼、車輛圖像、測速值等圖像、數據信息經處理可通過傳輸網絡上傳至中心管理單元，并存入數據庫服務器；中心管理單元后臺系統可接受前端的報警信息，并轉發值班工作站，發布黑名單等，后臺系統對上傳的圖像、數據信息進行處理，可進行查詢(布控查詢、違法查詢、過往查詢)、統計(車流量統計、違法統計、車輛統計)等，當需布控車輛時，可錄入布控信息，同時傳至系統前端。[0029]前端攝像及輔助照明單元有全景攝像機、特寫攝像機和補光燈組成。如圖5所示，在同向雙車道道路上卡口系統前端的安裝，需要兩臺特寫攝像機(每車道一臺)和一臺全景攝像機，安裝在同一根“L”桿上，補光燈安裝在另一個“L”桿上。車輛檢測單元地感線圈檢測是否有車輛通過，將信號發送給檢測主機，檢測主機車輛通過前后線圈的時間，判斷車輛是否逆向行駛，并且利用前后經過前后線圈的時間以及線圈間的距離，計算車速；檢測主機利用車輛通過單一線圈的時間，乘以當前車速得到車長信息，將結果發送給圖像采集與處理單元。本系統采用型號JL810ZJ車輛檢測器，內置6路地感檢測電路，可連接6條地感線圈,地感線圈檢測周期小于Ims,線圈靈敏度8級。圖像采集與處理單元圖像采集及處理由I臺工控計算機完成。工業控制計算機的配置為CPU P4 2. 8以上，內存> 512M，內置視頻采集卡I塊。本系統按每部車輛至少存貯特征圖像I張和全景圖像I張計算，2張圖片約占磁盤空間80K，儲存150萬輛車輛的圖像約占磁盤空間144G，具體視監控點車流量而定，一般情況下至少可儲存半年以上車輛信息。當硬盤空間不足時，自動對記錄時間最早的車輛信息和圖片進行循環覆蓋。控制模塊包括圖像采集處理子模塊、車牌自動識別子模塊及數據庫。其中車牌自動識別子模塊包括車牌定位、車牌切分、車牌識別、車牌識別結果決策。車牌定位模塊該模塊是后續環節的基礎，其準確性對整體系統性能的影響巨大。本系統采用基于特征顯著性的多種特征融合的車牌定位算法完成車牌定位，適用于各種復雜的背景環境和不同的攝像角度。車牌切分模塊采用基于連通域的字符切分算法，在基本的聯通域查找算法的基礎上，增加了聯通域的檢測，并給出了 4個檢查標準。車牌識別模塊本系統采用ORC完成車牌的識別。車牌識別結果決策模塊本系統可以對每幀視頻圖像進行實時識別，因此在一輛車通過視野的過程中，本系統將得到若干相同或不同的識別結果。這就需要一個識別結果的決策模塊，具體地說，決策模塊利用一個車牌經過視野的過程中留下的歷史記錄(包括識別結果、識別可信度、軌跡記錄、相似度記錄等)，對識別結果進行智能化的決策，通過計算觀測幀數、識別結果穩定性、軌跡穩定性、速度穩定性、平均可信度和相似度等度量值得到該車牌的綜合可信度評價，從而決定是繼續跟蹤該車牌，還是輸出識別結果，或是拒絕該結果。一個車牌的最終識別結果是通過分析所有幀的識別結果，對它們進行智能化的歸類和投票，并結合一定的文法信息綜合而成。這種方法綜合利用了所有幀的信息，減少了以往基于單幅圖像的識別方法所帶來的偶然性錯誤，大大提高了系統的識別率和識別結果的正確性和魯棒性。傳輸單元每個監控點設計安裝一對光纖收發器(10/100M自適應)或多路視頻復用光端機。中心管理單元本系統中心管理單元主要包括數據庫服務器、網絡交換機、以及查詢工作站。各個用戶終端分別具有相應的權限，均為公安網內的內部用戶，實行分級管理，整個系統采用C/S和B/S結構，主要完成查詢、布控、報警功能。
權利要求1.一種治安智能卡口系統，其特征在于包括 攝像及輔助照明單元包括高清攝像機和補光燈，用于全天候捕獲車輛及車牌信息，每條車道至少配置一臺特寫攝像機，每個行駛方向配置一臺全景攝像機； 車輛檢測單元包括檢測主機及地感線圈，用于完成對車輛的檢測、車速的測定以及車流量的記數與統計；當車輛通過地感線圈時，地感線圈產生感應信號并將其發送給檢測主機，檢測主機根據這些感應信號測定車速和統計車流量； 圖像采集與處理單元包括工控計算機、視頻采集卡和控制模塊，視頻采集卡、控制模塊均安裝在工控計算機內，視頻采集卡接收由攝像機傳過來的視頻流，由視頻采集卡將攝像機的模擬視頻圖像信號轉換成數字圖像； 傳輸單元包括遠程網絡通信模塊、傳輸設備光端機和傳輸線路光纖；用于將攝像及輔助照明單元采集的視頻信號和車輛檢測單元檢測的車檢信號傳輸到工控計算機； 中心管理單元包括數據庫服務器、網絡交換機以及查詢工作站，查詢工作站和數據庫服務器直接連接網絡交換機，中心管理單元采用C/S和B/S結構，用于完成查詢信息、發布布控、報警功能；數據庫服務器接收并存儲圖像采集與處理單元識別出的車牌信息，圖像采集子模塊截取的特寫圖片和全景圖片存儲在數據庫服務器中； 攝像及輔助照明單元輸出視頻信號，車輛檢測單元輸出車檢信號，輸出的車檢信號和視頻信號輸入到圖像采集與處理單元的信號輸入端，圖像采集與處理單元的信號輸出端輸出車牌信息，輸出的車牌信息輸入到中心管理單元的信號輸入端，中心管理單元將車牌信息存入到數據庫中。
2.根據權利要求1所述的治安智能卡口系統，其特征在于所述攝像及輔助照明單元采用陶瓷金鹵CDM泛光燈補光。
3.根據權利要求1所述的治安智能卡口系統，其特征在于所述車輛檢測單元每個車道埋設兩個地感線圈，檢測主機采用撥碼開關設置檢測靈敏度。
4.根據權利要求1所述的治安智能卡口系統，其特征在于所述工控計算機內置硬件看門狗，并且采用一體化主板。
專利摘要本實用新型公開了一種治安智能卡口系統，包括攝像及輔助照明單元、車輛檢測單元、圖像采集與處理單元、傳輸單元和中心管理單元，攝像及輔助照明單元輸出視頻信號，車輛檢測單元輸出車檢信號，輸出的車檢信號和視頻信號輸入到圖像采集與處理單元的信號輸入端，圖像采集與處理單元的信號輸出端輸出車牌信息，輸出的車牌信息輸入到中心管理單元的信號輸入端，中心管理單元將車牌信息存入到數據庫中。本實用新型可以實現車輛檢測、車輛號牌自動識別與布控車輛輯查，車速測定與超速報警、車流量統計、數據傳輸與遠程維護、數據檢索、故障容錯和防盜報警功能。
文檔編號G08G1/042GK202838681SQ20112055763
公開日2013年3月27日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者李千目, 戚湧, 茅海雁 申請人:南京理工大學常熟研究院有限公司, 南京理工大學