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黄色网格线违停问题技术解决方案

来源:华强安防网更新时间:2017-08-10 16:30作者:陆宝
[摘要]黄色网格线是一种地面交通指示标志:黄色方形边框,内有交叉网格状线条,表示严禁车辆长时或临时停放。
华强智慧网讯

  1 前言

  黄色网格线是一种地面交通指示标志:黄色方形边框,内有交叉网格状线条,表示严禁车辆长时或临时停放。当网格线前方有车辆停驶时,跟随其后的车辆必须在线外等候,直到确认黄色网格线前方有足够空间停驶本车时,方可驶过黄色网格线。而这种交通标志主要设置在我市一些医院、学校、单位的进出口,确保车辆进出时不被其他停靠的车辆堵住,防止车道堵塞。按照《交通安全法》和公安部机动车记分管理办法规定,驾驶机动车在黄色网格线上停车的,将对驾驶员处以罚款20至200元、扣3分的处罚。

  1.1 设计背景

  即便有法律的约束,很多机动车驾驶人员依然无视交通法规的存在,黄网格临时停车的现象屡见不鲜,甚至会因此造成局部交通拥堵。黄网格线违停的现象一直困扰着我们,给交通通行能力增加了极大的困难。更加严重的时候,甚至会造成交通事故,导致人员伤亡。由于黄网格线位置分散,另外交通警力有限,无法有效的对这样的违章行为进行及时记录并处罚,未来如何通过科技手段来实现黄网格违停车辆抓拍势必是未来的发展趋势。

  1.2 设计思路

  利用安防行业已有智能交通摄像机开发黄网格线抓拍功能,实现对黄网格线上的车辆实施检测和统计,对停在黄网格线内的车辆分两种情况处理:

  一、 无跟车情况

  B车与前车A车进入黄网格时间相差大于3秒或B车前面无车辆,若B车驶入黄网格,且在黄网格内停止3秒后开始计时,如在黄网格内停止10秒及以上,则认定为黄网格违停,需要进行抓拍;如B车在黄网格内没有停满10秒,则不认为是黄网格违停。

  二、 有跟车情况

  B车与前车A进入黄网格时间相差小于3秒,则判为B车无意识闯入黄网格,不进行抓拍。

  当发生机动车黄网格违停违法行为时,能够获取完整的违法证据,实现对驾驶人的处罚和教育,从而有效遏制此类违法行为,达到提高道路安全的目的。

  2 系统原理

  2.1 抓拍流程和抓拍效果

  利用在黄网格后设置的智能交通相机对前方黄网格违停的违法行为进行实时抓拍,再利用抓拍到的三张违法图片,可以对违法驾驶人进行处罚和教育,系统的总体流程如下图所示:

  根据以上原理,系统会抓拍3张图片,并合成1张图片,记录整个违法流程。

  第1张:车辆到达摄像机前置线,系统抓拍第一张图片;

  第2张:车辆进入黄网格,并且停止了一段时间(停止时间可设),抓拍第二张图片;

  第3张:在第二张的基础上继续停止一段时间(停止时间可设),抓拍第三张图片;;

  第4张:车辆特征图截图与合成。

  2.2 车牌识别原理

  车牌识别是基于图像分割和图像识别理论,对含有车辆号牌的图像进行分析处理,从而确定牌照在图像中的位置,并进一步提取和识别出文本字符。

  识别的具体步骤分为车牌定位、车牌提取、字符识别。在自然环境中,相机首先对采集到的视频图像进行大范围相关搜索,找到符合汽车牌照特征的若干区域作为候选区,然后对这些侯选区域做进一步分析、评判,最后选定一个最佳的区域作为牌照区域,并将其从图象中分割出来。

  完成牌照区域的定位后,再将牌照区域分割成单个字符,然后进行识别,车牌识别算法采用基于模板匹配算法,首先将分割后的字符二值化,并将其尺寸大小缩放为字符数据库中模板的大小,然后与所有的模板进行匹配,最后选最佳匹配作为结果,通过这种多次比对的方式极大了提高了车牌识别的准确率。

  运行流程如下图所示:

  车牌识别原理示意图

  图像采集:通过高清摄像抓拍主机对卡口过车或车辆违章行为进行实时、不间断记录、采集。

  预处理:图片质量是影响车辆识别率高低的关键因素,因此,需要对高清摄像抓拍主机采集到的原始图像进行噪声过滤、自动白平衡、自动曝光以及伽马校正、边缘增强、对比度调整等处理。

  车牌定位:车牌定位的准确与否直接决定后面的字符分割和识别效果,是影响整个车牌识别率的重要因素。其核心是纹理特征分析定位算法,在经过图像预处理之后的灰度图像上进行行列扫描,通过行扫描确定在列方向上含有车牌线段的候选区域,确定该区域的起始行坐标和高度,然后对该区域进行列扫描确定其列坐标和宽度,由此确定一个车牌区域。通过这样的算法可以对图像中的所有车牌实现定位。

  字符分割:在图像中定位出车牌区域后,通过灰度化、灰度拉伸、二值化、边缘化等处理,进一步精确定位字符区域,然后根据字符尺寸特征提出动态模板法进行字符分割,并将字符大小进行归一化处理。

  字符识别:对分割后的字符进行缩放、特征提取,获得特定字符的表达形式,然后通过分类判别函数和分类规则,与字符数据库模板中的标准字符表达形式进行匹配判别,就可以识别出输入的字符图像。

  结果输出:将车牌识别的结果以文本格式输出。

  2.3 黄网格违停抓拍检测原理

  对于停在黄网格内的车辆分两种情况处理:1、无跟车情况,B车与前车A车进入黄网格时间相差大于3秒(时间可定)或B车前面无车辆,若B车驶入黄网格,且在黄网格内停止3秒后(时间可定)开始计时,如在黄网格内停止10秒(时间可定),则认定为黄网格违停,需要进行抓拍;如B车在黄网格内没有停满10秒(时间可定),则不认为是黄网格违停。2、有跟车情况,B车与前车A进入黄网格时间相差小于3秒(时间可定),则判为B车无意识闯入黄网格,不进行抓拍。

  第1张:车辆到达摄像机前置线,系统抓拍第一张图片;

  第2张:车辆进入黄网格,并且停止了一段时间(停止时间可设),抓拍第二张图片;

  第3张:在第二张的基础上继续停止一段时间(停止时间可设),抓拍第三张图片;

  3 系统组成

  系统整体分为三部分:前端采集部分、网络传输部分和中心管理部分。

  一、 前端采集部分

  高清抓拍摄像主机:本系统可采用主流厂家500万或700万像素高清抓拍摄像主机;

  补光灯:辅助光源包括LED频闪灯和LED补光;

  智能终端管理设备:内置大容量硬盘,具有图片断点续传、图片录像检索等功能。

  二、 网络传输部分

  包括光纤收发器、光纤网络等网络设备。

  三、 中心管理部分:

  视频综合管理平台,可查看各设备实时上传的图片信息,实现对路面的实时监控。同时将处理后图片上传至非现场处罚平台,汇总审核后上传到交警支队六合一平台形成处罚依据。

  4 系统功能

  4.1 车辆捕获功能

  系统除了能够捕获违法黄网格违停的车辆外,还能捕获在车道上正常行驶的车辆(卡口功能),能捕获记录车辆黄网格违停过程中三个不同位置的信息以记录黄网格违停违法全过程。

  4.2 黄网格线违停抓拍记录功能

  系统采用视频检测技术,500万或700万像素摄像机可以检测3个车道。能自动检测抓拍到机动车在黄网格长时间违停的连续照片,违章照片能清晰地反映“黄网格线、车牌、时间、地点”等违法车辆的基本情况,同时具有卡口功能对所有过往车辆进行图像记录。

  系统采用国际领先的计算机智能跟踪算法技术,对图像中每一辆车都能进行实时跟踪并记录其运动轨迹,并结合车辆是否长时间违停在黄网格上。当判定车辆长时间违停在黄网格上,记录车辆违法过程中三个位置的信息以反映车辆黄网格违停的违法过程。

  第一个位置可清晰辨别环境信息、机动车尾部信息和机动车未行驶到黄网格上的情况;第二位置可清晰辨别环境信息、机动车尾部信息和机动车处于黄网格区域的情况,第三个位置可清晰辨别机动车继续在黄网格上停车的情况。通过系统记录的信息,至少有一张图片能够清晰辨别号牌号码。

  系统记录的各个位置间保持适宜的距离以反映机动车违停过程,不会出现因间距太大影响对违法机动车进行认定的情形。

  黄网格违停:

  4.3 卡口记录功能

  系统兼顾卡口功能,当车辆未越过停车线,系统会根据运动状态轨迹跟踪的情况,拍摄一张图片对过往车辆进行记录。图片能清晰的清晰辨别车辆类型、车牌号码、车身颜色等信息。

  4.4 车牌自动识别功能

  系统采用国内领先的图像识别算法,对通过的所有车辆进行车辆号码识别、号牌颜色识别、车身颜色及车型等自动识别。

  1)号牌结构识别

  系统能识别的号牌结构包括:

  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;

  双排字符结构的号牌,如军用大型汽车号牌、军用摩托车号牌、武警用大型汽车号牌、GA36-2007中的大型汽车号牌、挂车号牌、低速汽车号牌、摩托车号牌等。

  2)号牌字符识别

  识别的字符包括:

  ①数字:0~9;

  ②字母:A~Z;

  ③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;

  ④2012式军牌用字符:字头如V、H、K、B、N、G、J、S、L、C,字头号如A、B、C、D、K、P等,间隔符如“■”;

  ⑤号牌分类用汉字:警、学、领、试、挂、港、澳、超、使;

  ⑥武警号牌特殊字符:WJ、00~34、练。

  3)号牌颜色识别

  系统能识别蓝、黄、白、黑、绿五种底色的机动车号牌。系统采用车牌颜色和视频检测技术结合的方法对车辆进行分型。对于民用车来说,蓝颜色车牌表示的是小型车辆,而黄颜色车牌表示的是大型车辆。因此,我们首先利用车牌颜色判断车辆类型,对于无法根据车牌颜色判别车型或者无法判断车牌颜色的情况,利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型。

  4)车辆号牌识别

  号牌识别信息包含号牌结构、号牌字符、号牌颜色等信息。

  4.5 高清录像功能

  系统在支持抓拍高分辨率图片的同时,能实现24小时高清视频录像功能,。可以在白天或夜间有辅助光源的情况下实现清晰录像;视频编码格式支持主流的H.264;可自动记录车辆通过时间、地点、所在车道、违法类型等信息;录像中能清晰地反映车辆的颜色、车辆类型、运动轨迹;并提供录像查询、录像下载等功能。

  4.6 图片、视频防篡改功能

  前端摄像机内置水印加密防篡改功能,利用数字水印加密技术,直接将加密信息嵌入图片和视频数据流,也就是从数据的源头加密,断绝了前端数据被篡改的可能性,从而确保了取证信息的准确可靠性。

  数据信息在前端加密后,传输环节也采用安全性非常高的加密传输方式,然后进入中心平台,中心管理软件自动对图片和视频数据进行水印验证,以确认信息是否被篡改。也可通过单独的水印加密验证工具软件,对前端单独拷贝出来的图片和视频进行手动验证。

  经源头加密、传输加密、后端验证等多重环节,图片和视频数据的安全性得到充分保障,具有极高的可信度。

  4.7 断电续传功能

  系统支持多种方式的数据传输:可通过FTP或TCP/IP方式将违法数据、车辆通过信息(时间、地点、车牌号码等)、设备监测数据等上传到中心管理系统;也可在中心通过网络调用或下载操控前端设备存储的数据。

  系统支持数据的断点续传:如因网络中断或其它故障,无法将数据由前端上传至中心,可暂时将数据存储在前端,待网络恢复后前端存储设备会自动上传网络中断期间的数据。

  4.8 远程系统管理维护功能

  系统具备故障自动检测功能,能通过软硬件自动检测系统故障并恢复正常工作。具有断电自动重启动、自动侦错报错、自动监测主要设备(摄像机、终端管理设备、服务器等)和主要运行软件的工作状态(采集识别软件、传输软件等)等功能。

  系统具备权限管理功能,能够对不同对象分配不同类型的使用权限。

  系统具备日志记录功能。可记录主要设备、网络状态和主要运行软件的工作日志,还能记录设备或者网络状态改变(重启、或者重新连接)、主要软件发生重启或故障等事件日志。

  系统具有主动校时功能,24h内设备的计时误差不超过1.0s。

  系统具备远程维护及参数的设置等功能。

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