高清卡口系统组成原理.docx
高清卡口系统组成原理
高清卡口系统是通过对过往车辆实时监测，并对车牌的实时识别以及驾驶人员脸像的记录，可以迅速地捕获交通肇事车辆、违章车辆、黑名单车辆等，为快速纠正交通违章行为，快速侦破交通事故逃逸和机动车盗抢案件以及违法责任人的认定提供重要的技术支持，同时也为未来更为先进的自动人像比对、特定人员追踪定位提供数据准备，对违法犯罪行为构成强大的威慑力。另外还可以通过高清治安卡口对公路运行车辆的构成、流量分布、违章情况进行常年不间断的自动记录，为交通规划、交通管理、道路养护部门提供重要的基础信息和数据支持。
1、系统组成
智能高清卡口系统在逻辑结构上分为：前端站点子系统和智能交通管理平台。前端站点子系统和管理平台子系统通过城域光纤专网连接。
前端站点子系统检测到经过路面的车辆，完成图像采集和智能识别，获取车辆的经过时间、速度、图片、车牌号码、车身颜色等数据。通过数据将车辆记录上传到管理平台子系统。机动车检测方式主要有三种：地感线圈检测、视频分析检测、雷达检测。根据机动车辆的检测方式不同，前端站点子系统可分为：线圈卡口、雷达卡口、视频卡口、线圈/雷达+视频卡口。
管理平台子系统对前端采集的海量数据进行集中管理、存储、共享等处理。为用户提供实时视频与过车监控、车辆布控与告警、历史记录查询与分析、全网设备管理维护等等功能。
▲高清卡口系统整体结构图
2、前端站点原理
（1）地感线圈检测方式
地感线圈检测利用电磁感应原理实现，包括埋设在车道中的环形线圈和车辆检测器。环形线圈由专用电缆及其馈线构成，通过一个变压器接到恒流源LC调谐回路，构成电感部分，在周围空间产生电磁场。当含铁的车体进入线圈磁场范围，车辆铁构件产生感应电涡流。此涡流又产生与原有磁场方向相反的新磁场，导致线圈总电感变小，引起调谐频率偏离原有值。偏离的频率被车辆检测器检测出，就形成了车辆通过或存在的信号。
每个车道需埋设两个地感线圈，线圈之间保持一定的间距。根据车辆通过前两个地感线圈的时间可以计算出车辆的行驶速度和车辆行驶方向，判断通行车辆是否超速与逆行。对于超速、逆行等违章违法行为，系统自动抓拍两张取证图片，能清晰反映机动车违章的动态过程。下图介绍了线圈触发抓拍的位置。
▲线圈触发抓拍的位置示意图
（2）雷达检测方式
雷达检测方式利用多普勒原理实现。由窄波雷达发出一束微波，遇到被测车辆时微波被反射回来，再由雷达接收反射波。窄波雷达分析反射波，即可实现车辆检测、车速检测功能。
在每个车道的正上方安装窄波雷达设备。窄波雷达投射面较小，雷达波速仅覆盖单个车道的车辆通行位置，可以实现单车道固定位置拍摄。雷达采用RS232串口连接到智能高清摄像机。当机动车辆驶入雷达检测区时，雷达设备准确捕获车辆到达事件。
（3）视频检测方式
视频检测方式利用智能图像分析算法，采用智能高清摄像机，内嵌高性能DSP处理器实现视频车辆检测，摄像机具有视频、图片双码流功能。视频检测算法对视频中每一帧进行分析，提取出有效的运动目标，当其行驶到预定的抓拍位置，触发摄像机完成抓拍。
（4）检测模式比较
线圈检测、视频检测、雷达检测、线圈+视频检测等四种车辆检测模式比较如下表：
捕获率
工程成本
图像质量
压线检测
车速与车长
实现方式
适合场景
优缺点
线圈检测
≥99%
高
好
不支持
支持
地感线圈+车辆检测器
可破坏路面，昼夜温差较小；中国中部、南部、东部，非高速公路
捕获率高；抓拍位置较好；骑车道分界线行驶，造成同一辆车有两条记录；容易漏掉摩托车
雷达检测
≥99%
中
好
不支持
支持车速
窄波束雷达
不能破坏路面、有速度检测；中国北部、西部道路、桥梁、隧道。
捕获率高；雷达安装角度对系统捕获率影响较大；在同一视场下出现多辆车时，测速不能作为处罚依据。
视频检测
≥95%
低
好
支持
需要算法支持
智能摄像机
不能破坏路面；市区内卡口、桥梁。
车流量密集，或车辆低速排队通行时，会造成捕获率下降；可检测摩托车、非机动车、行人等。
线圈+视频
≥99%
低
好
支持
支持
车辆检测器+智能摄像机
优先选择线圈车检方式，线圈车检器出现问题时，切换到视频检测
车流量密集，或车辆低速排队通行时，会造成捕获率下降；可检测摩托车、非机动车、行人等。
3、系统功能特点
（1）多种检测方式
系统可采用地感线圈、视频、雷达及其两两组合的检测方式。在正常模式下，地感线圈、雷达对通行车辆进行检测与抓拍，当地感线圈、雷达等检测方式出现异常时，系统自动切换到视频检测模式，在地感线圈、雷达恢复正常工作后，系统自动切换回原有的检测模式。
（2）全天候高清实时捕获
在白天工作环境下，系统通过自测光技术，自动调节摄像机曝光参数和偏振镜开关，确保在各类天气、光照条件下，系统拍摄图片能清晰的反映车辆特征信息、以及前排驾乘