高清视频卡口技术方案.doc

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1、高清视频卡口自动记录系统技术方案河南丽视电子技术有限公司2011年10月1日目录第一章总体建设目标及规划41.1 构筑三道卡口防线41.1.1 市际卡口41.1.2 城际卡口41.1.3 路际卡口41.2公安高清治安卡口点位规划4第二章高清卡口技术方案62.1公安高清卡口设计72.1.1 建设方案72.1.2系统详细设计102.1.3抓拍系统技术特点142.1.4监控系统技术特点262.1.5系统性能指标282.2系统设备清单模板302.3 关键设备参数312.4系统接线35第一章 总体建设目标及规划1.1 构筑三道卡口防线1.1.1 市际卡口主要设置在高速公路、国道、省道、乡道等与周边省、市

2、交界位置和高速公路的出入口，记录经过车辆的相关信息。在市区外围形成包围圈，记录所有进出城市的车辆信息。1.1.2 城际卡口主要设置在市区及各乡镇的外围，记录车辆的跨区行为；并配合接处警专业化建设在主城区外围形成一个包围圈，记录进出城区车辆的相关信息。1.1.3 路际卡口主要设置在市区及各个乡镇内重要道路路口和重要支路路口，记录机动车道、非机动车道和人行道经过车辆、行人相关信息。通过高密度的卡口系统，形成车辆、行人活动轨迹的有效管理。1.2公安高清治安卡口点位规划经过对卡口类监控的建设模式多次深入研究、讨论，今后卡口类监控的建设按照所在位置不同，分为道路卡口（道路中间断面）和十字路口卡口（十字路

3、口建设）两种建设模式。按照安装地点不同，分为市际卡口、城际卡口、路际卡口三类应用模式。市际卡口主要设置在高速公路、国道、省道和乡道的市际交界处和高速公路的出入口，建设模式上采用道路卡口模式，在道路断面上和高速出入口收费岛设置市际卡口监控点，记录整个道路断面和高速出入口通道的过车信息和高清视频信息。城际卡口主要设置在市区及各乡镇的外围。本规划方案首先在XX市主城区外围建设一道电子围栏，记录所有进出城区的车辆信息，然后考虑在各街道以及乡镇的外围再构筑一道卡口防线，有效的记录车辆的跨区行为。建设模式上采用道路卡口模式和十字路口模式相结合的方式。路际卡口主要建设在城区以及各乡镇的重要路口，通过高密度的

4、卡口系统，形成对车辆、行人活动轨迹的有效管理。第二章 高清卡口技术方案总体设计目标如下：1. 机动车道采用高清抓拍摄像机+视频检测方式（测速点位安装线圈或雷达）（白天抓拍机动车、非机动车及行人，夜间抓拍机动车和非机动车。城区外围采用频闪灯补光，能够看清车辆号牌、车身轮廓颜色、驾驶员；城区采用LED频闪灯补光）；非机动车道采用高清抓怕摄像机+视频检测方式（带高清录像功能，同时24小时抓拍机动车、非机动车及行人，采用LED频闪灯补光，能够看清车辆号牌、车身轮廓颜色、行人、基本看清驾驶员）。2. 每个方向采用独立的全景低照度录像（像素点不低于200W，清晰度不低于1080P），能覆盖该方向的所有机动

5、车道，依靠路面环境光（可适当加强）。3. 抓拍的图片和高清录像之间实现时钟精确到秒的同步，目录图片阅读时可选录像视频播放提前起始时间的任意间隔(以秒为单位)。4. 抓拍的图片做尽可能详细识别并标记存入各归类目录可搜索数据库，实现复合关键词、模糊类型搜索查询。2.1公安高清卡口设计2.1.1 建设方案卡口类监控的建设按照所在位置不同，分为道路卡口（道路中间断面）和十字路口卡口（十字路口来车方向）两种模式。其中道路卡口面对来车方向，抓拍车头图片，目的是可看到车内驾乘人员的脸部特征；十字路口卡口建设在十字路口，面对来车方向，抓拍车头图片，目的是可以明确车辆行驶方向，并且可看到车内驾乘人员的脸部特征，

6、同时也可看清整个路口的交通状况。2.1.1.1 道路卡口l 路口安装示意图l 系统设计前端系统采用百万像素CCD高清抓拍系统，每个高清抓拍系统负责抓拍一个车道 。对于正常路口，高清抓拍系统采用25mm高清镜头，其抓拍位置距离摄像机路面距离约18m，采用虚拟线圈抓拍方式，所有记录照片能够看清车辆号牌、车身颜色、前排司乘人员。系统同时采用视频虚拟线圈触发抓拍可支持机动车、非机动车、行人抓拍。抓拍系统需要对正常车道行驶及其骑线车道行驶的车辆进行抓拍，标准为6米路面宽度，保证骑线行驶车辆也能正常抓拍，抓拍点的车牌水平像素为120点左右。每个方向安装一个200万像素的高清网络摄像机，用于监控整个路口的实

7、时交通状况。高清网络球机24小时输出1080P高清实时视频，采用H.264编码格式，帧率为25fps，提供大范围的智能监控，同时应支持高清全帧率上墙、标清PC观看和低帧率高清存储三路不同码流的工作模式： D1，H.264,25fps,768kbps2Mbps，用于平时的实时监控码流； 1080P,H.264,25fps,4Mbps8Mbps用于指挥中心的高清实时视频监控； 1080P,H.264,5fps,1Mbps2Mbps用于录像存储。2.1.1.2 十字路口卡口l 路口安装示意图l 系统设计十字路口卡口设计建设在交叉路口处，在每个路口的来车方向安装高清抓拍系统，每个车道选用1台百万像素以

8、上抓拍摄像机。立杆位置距离对向停车线直线距离50米左右，补光方式采用闪光灯进行补光。抓拍系统需要对正常车道行驶及其骑线车道行驶的车辆进行抓拍，标准为6m路面宽度，保证骑线行驶车辆也能正常抓拍。系统要求采用视频检测抓拍方式，所有记录照片要求能看清车牌、车辆轮廓及车身颜色等信息，可支持机动车、非机动车、行人抓拍。每个方向安装一个200万像素的高清网络摄像机，用于监控整个路口的实时交通状况。高清网络球机24小时输出1080P高清实时视频，采用H.264编码格式，帧率为25fps，提供大范围的智能监控，同时应支持高清全帧率上墙、标清PC观看和低帧率高清存储三路不同码流的工作模式： D1，H.264,2

9、5fps,768kbps2Mbps，用于平时的实时监控码流； 1080P,H.264,25fps,4Mbps8Mbps用于指挥中心的高清实时视频监控； 1080P,H.264,5fps,1Mbps2Mbps用于录像存储。2.1.2系统详细设计2.1.2.1系统设计整个系统包括前端抓拍系统、前端供电及安全系统、平台服务器及存储系统、用户客户端（含硬件解码器、电视墙）、网络传输系统五部分组成。系统总体结构框图如下：2.1.2.2前端抓拍系统设计本方案主要是为XX公安的XX个路口高清卡口进行设计，抓拍经过卡口的机动车、非机动车以及行人等微观照片数据，并自动识别车牌、车身等信息，并把数据上传到服务器，

10、为以后的应用服务。前端系统可以采用200万的高清网络抓拍摄像机，其摄像机分辨率分别为16001200。每个网络抓拍摄像机负责抓拍一个车道，对正常行驶车辆进行抓拍记录。对于正常路口，摄像机采用25mm高清镜头，其抓拍位置距离摄像机路面距离18m处，采用地感线圈或虚拟线圈抓拍，所有记录照片能够看清车辆号牌、车身颜色、前排司乘人员。系统白天采用频闪灯方式补光，夜间采用LED恒定照明灯结合频闪灯方式补光。系统同时采用视频虚拟线圈触发抓拍可支持机动车、非机动车、行人抓拍。单台摄像机管理1个车道及其骑线车道，标准为6米路面宽度，保证骑线行驶车辆也能正常抓拍，抓拍点的车牌水平像素为120点左右。200万设备

11、抓拍的车牌水平像素点 =（0.44m/6m）*1600 = 120pixel。系统的配置原则如下：1) 在路口每个方向安装单方向卡口，特殊的卡口个别配置。2) 卡口安装位置一般情况下在红绿灯后面进入标准车道50米左右抓拍来车正面。3) 卡口安装模式为摄像机和补光灯同杆，距离抓拍位置18米左右立杆或借杆安装。4) 道路过车记录一个车道1个抓拍摄像机（200w）。5) 每个车道安装一个闪光灯。6) 立杆、机箱种类和数量根据现场环境合理定制。7) 图片存储计算依据：卡口按平均2w/卡口*天条过车记录，图片存储6个月，记录存储3年，折算成每条记录暂用存储空间为300KByte。8) 应用服务器分为数据

12、库服务器双备份2套，存储服务器按每套服务器管理50个高清抓拍，web服务器按1套，接口应用服务器按1套计算，实时对比服务器按1套计算，媒体转发服务器按1套计算。9) 中心交换机采用24口，每套交换机按20口可用计算，每套服务器和存储阵列按占用2个端口计算10) 其余的辅助设备根据路口情况定制。2.1.2.3前端监控系统设计本方案主要是为XX公安的XX个路口高清监控进行设计，非机动车道高清抓拍摄像机同时具有高清视频输出功能，输出720P高清视频，视频登入监控监控平台，用于实时监控，录像直接写入中心机房磁盘阵列，用于后续应用。每个方向全景摄像机，采用1080P高清网络摄像机，具有三码流功能，D1码

13、流用于实时监控，具有低码流、低解码性能特点；1080P，5fps码流用于录像，直接写入机房磁盘阵列，具有低码流、高画质特点；1080P，25fps码流用于电视墙监控，具有高画质、实时性特点。系统的配置原则如下：1) 在路口每个方向非机动车道，采用高清抓拍摄像机的视频，采用LED灯补光；2) 在路口每个方向机动车道，采用1台1080P全景摄像机，路灯照度低的路口，采用LED灯补光。2.1.3抓拍系统技术特点2.1.3.1全嵌入式技术前端整个系统采用全嵌入式技术，无须工控机或嵌入式工控机，做到长期运行的高度稳定。嵌入系统采用高度集成的IP摄像机，内部集成高清抓拍系统软件和号牌定位识别软件。抓拍摄像

14、机直接把数据上传到服务器的数据库中，无须工控机参数。前端存储采用嵌入式网络硬盘盒，采用固态电子硬盘作为存储介质。无须使用前端工控机作为存储设备。2.1.3.2虚拟线圈抓拍技术系统可以采用虚拟线圈抓拍技术，无须使用地感线圈，避免了对城市路面的破坏，使城区内大规模建设治安卡口有了可行性。如上图，从逐帧视频中可以看到，当整个车头进入虚拟线圈时，虚拟线圈触发抓拍，并对抓拍图片进行车牌定位、号牌识别，如下图。2.1.3.3正常车辆抓拍当运动车辆经过抓拍位置是，系统自动抓拍，并开启频闪灯进行同步补光，保证抓拍效果。如下图：2.1.3.4逆行车辆抓拍针对逆行车辆，系统自动抓拍不同位置的2张照片，用于违章处罚

15、。2.1.3.5骑行车辆抓拍每个摄像机管1个半车道，大概6米路面宽度，保证骑线行驶的车辆，能够抓拍到完整的车辆号牌。2.1.3.6跟车抓拍技术由于交通路况等原因，特别是市区内部，前后车辆的车距比较近，往往会出现大车挡住小车的情况，系统充分考虑到此种情况，使不漏拍。2.1.3.7非机动车抓拍针对治安卡口，需要对非机动车进行抓拍，摄像机通过视频检测技术，能够对正行、逆行的机动车进行抓拍，如下：2.1.3.8行人及其他抓拍针对治安卡口，需要对行人及其他进行抓拍，摄像机通过视频检测技术，能够对行人及其他进行抓拍，如下：2.1.3.9专业的曝光技术通过对摄像机快门、增益、光圈等曝光参数的实时调节，从而保

16、证不同气候状态下24小时图像效果，解决常见的偏色、过曝等现象，使抓拍的车辆颜色与实际颜色相符。采用普通的曝光技术采用专业的曝光技术驾驶室人脸车身细节2.1.3.10反光消除技术通过光学、图像处理技术，有效的消除环境光线在挡风玻璃的反光，从而看清前排司乘人员信息。反光消除前后对比2.1.3.11前端存储技术为了保证数据的安全性，系统为每个前端路口配置一个网络硬盘盒，当前端路口和中心服务器的链路故障时，前端设备的数据自动保存在安装于路口机柜中的网络硬盘盒里，当链路恢复正常时，网络硬盘盒的数据自动上传到中心服务器。当链路长时间故障时，维护人员亦可到前端路口，直接从网络硬盘盒导出数据。网络硬盘盒为全嵌

17、入式设备，采用嵌入式linux系统，为了保证数据的安全，系统采用固态电子硬盘，避免普通硬盘的不可靠性，其容量可根据实际情况配置，一般配置为128G。2.1.3.12车辆号牌识别系统对所记录车辆图片进行车辆号牌及颜色、车身颜色、车辆品牌、车身长度、车辆速度自动识别。系统具备对民用、警用、军用、武警、拖拉机（农用车）等机动车号牌计算机自动识别能力，所能识别的字符包括:“09”十个阿拉伯数字；“AZ”二十六个英文字母；省市区汉字简称(京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、苏、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、使、临、台等) ；军牌汉字（军、空、海、北、沈、

18、兰、济、南、广、成、京等）号牌分类用汉字(警、学、领、试、挂、境、港、澳、拖、农等) ；武警车牌字(“WJ、09 、消、边、水、警、电、林、通、金”等) 。白天车辆号牌识别准确率不低于98%；夜间车辆号牌识别准确率不低于98%。系统能识别黑、白、蓝、黄四种车牌颜色。2.1.3.13车身颜色识别系统可自动对车身深浅和颜色进行识别，可供用户根据车身颜色来查询通行车辆，为公安稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。系统可自动区分出车辆为深色车辆还是浅色车辆；并识别出9种常见车身颜色，9种颜色包括：白，灰(银)，黄、粉、红、绿、蓝、棕、黑。深浅分类准确率不小于80；9种常见车身颜色识别准确率不小于70。【

19、图】颜色识别树状结构【图】颜色归类直方图示例2.1.3.14车辆品牌识别要求能够识别常见的车辆品牌，如大众、奥迪、奔驰等，识别率不低于65%，为公安稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。2.1.3.15车身长度识别在视频检测模式下，要求能够识别车身长度，偏差大约在15%左右，为公安稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。2.1.3.16车辆速度识别在视频检测模式下，当没有安装线圈或雷达等测速部件时，采用视频跟踪技术，计算车辆从进入摄像机视野到达到抓拍位置的时间，能够识别车辆速度，偏差在15%左右。能够用于判断交通状况，同时为公安稽查和刑侦案件侦破提供了科技新手段。2.1.3.17图片防篡改功能摄像机

20、具备水印技术，采用DES5加密技术，输出图片具备防篡改功能。2.1.3.18系统网管功能前端抓拍摄像机要求具有网管功能，能够把摄像机工作状态及故障发送到网管平台，如摄像机实时视频功能是否异常、抓拍功能是否异常、闪光信号是否异常、前端存储功能是否异常等；高清全景摄像机具有网管功能，如网络是否正常、是否在录像、是否登入监控平台、视频状态是否正常等实时上报到网管系统。维护人员可通过查询网管平台的报表，掌握设备的运行状态。（卡口）项目 状态 网络状态 在线/掉线 监控平台状态 未使能/在线/掉线 NAS录像状态 未使能/正常/异常 卡口抓拍模式车道N 未使能/线圈/视频 线圈N状态 未使能/正常/异常

21、 红灯检测模式 信号/视频 违章抓拍补光模式 LED灯/闪光灯 闪光同步信号 正常/异常 卡口抓拍状态 正常/异常当前端设备出现故障时，应立即向中心发送设备故障报警信息和手机短信报警，同时启动视频检测抓拍； 2.1.3.19系统防雷功能系统中的所有设备都要求防雷设计，设备通讯接口要求防雷设计，立杆及基础必须符合防雷设计标准。l 弱电防雷设计摄像机各通讯接口，进行了防雷设计，在静电放电、浪涌、电源短时中断等电磁干扰环境下可能暂时降低性能指标，但不会出现电气故障，系统内已贮存的图像、数据不会丢失。l 强电防雷设计系统供电，经过空气开关、电源防雷器和稳压电源，避免路口电源的不稳和干扰导致设备工作异常

22、，摄像机的电源的大地线盒护罩外壳大地相连，若有雷击等干扰时，通过护罩外壳大地导到立杆上，最终导入大地。为了保障系统正常运行，需要对立杆进行防雷设计。2.1.3.20摄像机护罩设计摄像机防护罩采用特制光学玻璃，透光率高达99.5%（普通玻璃透光率为80%左右）；摄像机防护罩玻璃采用防尘设计；从而保证摄像机长期成像效果。2.1.3.21无光污染设计频闪灯采用聚光技术，把光线聚集到一个车道区域，使周边区域没有多余的光线，从而不影响周边行人，减少光线污染。2.1.4监控系统技术特点2.1.4.1抓拍相机实时监控高清抓拍摄像机同时提供720P高清视频，H.264，不低于15fps，24Mbps,能够登入

23、监控平台供用于实时监控。2.1.4.2全景相机实时监控高清全景摄像机提供1080P高清视频，H.264，不低于25fps，28Mbps, 能够登入监控平台供用于实时监控。高清全景摄像机要求具有10倍光学变焦功能，可同时支持3路编码，码流1采用D1、25fps、768Kbps2Mbps，用于PC全球眼监控，码流2采用1080P、5fps、1M2Mbps，用于NAS录像，码流3采用1080P、25fps、4M8Mbps，用于电视墙监控。2.1.4.3存储设计功能为了保证存储系统的可靠运行，高清摄像机采用直接写入存储阵列方式。视频存储功能与监控平台及任何服务器无关，即在视频监控平台和任何服务器出现故

24、障时，不会影响系统的存储功能。高清摄像机和编码器能够独立管理录像文件，录像保存时间不少于30天。录像访问不需要经过前端摄像机，即前端摄像机故障时，用户能正常访问其历史录像。2.1.5系统性能指标1) 在车速2180KM/H情况下,车辆图像准确捕获率高于99.5%,图像质量清晰可辨,夜间图像具有强光抑制功能。识别时间在200ms以下。2) 系统能自动检测车辆,在车辆行进中准确拍摄速车辆图像, 包括对跨中线行驶汽车的图像抓拍。系统应用高清CCD工业摄像机，分辨率可达16001200（约200万像素）以上。3) 系统在环境无烟雾、牌照挂放规范和无缺损条件下，全天号牌识别率大于98%. 4) 系统选用

25、智能频闪灯与恒定照明灯相结合的模式进行补光。恒定照明灯采用光敏控制器，自动根据环境光线控制照明灯的开关。智能闪光灯应由专用摄像机控制，寿命不低于500万次，闪光灯平均功耗小于1W。恒定光源每车道一盏，功率小于250W,使用光控开关加以控制,节省电费。5) 系统软硬件都具备扩展能力。6) 工作温度:-1080, 湿度:长期在932%湿度环境中工作，抓拍系统可用AC24V供电。7) 系统具有停电自恢复和设备远程维护功能。8) 机箱及内部配套设备防盗、防腐、防尘及通风良好、有良好的接地，使用过程中不会倾斜或倒塌，抗12级台风及7级地震。9) 系统能准确拍摄驾驶员脸像，脸像抓拍率达到90%以上，并且解

26、决了车辆前挡风玻璃反光的问题。2.2系统设备清单模板双向4（机动车）序号类别设备品牌型号单位数量1前端设备高清卡口抓拍摄像机LSC_C200TPRO套42高清镜头HF35HA-1B个44护罩（含万向节）亚安18寸套45LED频闪灯LSH-WL1025台47闪光灯LSH-FLS0501台49路口存储设备LSNAS-500G台110交换机dlink 8口台111光纤收发器25KM对112稳压电源2000W台113工程空气开关个114电源防雷器SP-C-40/2个015摄象机立杆（含支架）定制H6.5M,T7M个017落地机箱及附件定制，1200*600*450mm个018基础、管道施工项019工程

27、施工、安装调试项02.3 关键设备参数2.1.6.1 LSC_C200TPRO高清卡口抓拍摄像机 产品特点： 分辨率：200万； 传感器尺寸：1/1.8CCD； 镜头：computra百万像素的工业级高清镜头； 快门速度：1秒1/10000秒（自动调整）； 图像参数：自动曝光,自动白平衡,自动ISO,夜间自动补光； 照片分辨率：16001200，24位真彩； 违法特写照片分辨率：160012002，24位真彩； 文件大小：60db接口说明：1电源输入口DC12V2网络接口RJ45，10/100M3IEEE1394b1个，接高清工业摄像机视频输入4RS4851个，接车检器5RS2321个，接车检

28、器6报警接口3路，接闪光灯控制7指示灯电源、运行、网络连接，网络数据性能指标：1工作温度-10 +602存储温度-20 +703工作湿度10%90%4功耗15W2.1.6.2 LSH-FLS0501防眩闪光灯产品特点： 超强频闪能力，最快达5次/秒 防眩目设计，对驾驶员眼睛基本无伤害 超长寿命，间歇频闪达500万次 回电时间短，1ms，节能环保 同步TTL 触发方式 三脚架、云台、万向节等安装方式 室内/外型密封设计，防雨，防尘 AC220V 输入 可选嵌入式光控开关产品参数：型号CYLF300备注电源电压AC220V/50HZ色温值5500K闪光持续时间（s）1/3000回电时间（ms）30

29、0闪光距离及范围18米，12车道曝光指数（GN）64灯口直径（mm）260灯体长度（mm）325重量（kg）3.22.1.6.4 LED补光灯1LED灯数量30W高亮度LED灯珠20颗2控制常亮/时控开关/光敏控制3等级IP65，室内外通用4波长380nm850nm5视角/视距8/250米，15/200米，30/120米，45/80米，60/50米6通光量3000lm7工作电压AC220V8功率37W9工作温度25度85度2.1.6.5 LSNAS-500G网络存储设备 1存储类型NAS2硬盘类型固态硬盘3硬盘容量500G4卡口类型上传效率299/分钟5电警类型上传效率99张、分钟2.4系统接线1) 强电部分2) 弱电部分