隨著國民購買力的提升，中國私家車保有量與日俱增。但是所帶來交通安全挑戰(zhàn)也是前所未有的。傳統(tǒng)的交警執(zhí)法早就不能適應(yīng)交通環(huán)境的變化了，如今，我國交通事故死亡人數(shù)已經(jīng)連續(xù)十余年世界第一，讓我們來看看智能交通系統(tǒng)是如何改善和解決中國所面臨的交通問題的。
智能交通管理系統(tǒng)目前是建設(shè)智能城市所需平臺之一。隨著國民購買力的提升，中國私家車保有量與日俱增。但是所帶來交通安全挑戰(zhàn)也是前所未有的。傳統(tǒng)的交警執(zhí)法早就不能適應(yīng)交通環(huán)境的變化了，上世紀(jì)七十年代歐美等發(fā)達(dá)國家，也遇到了同樣的問題，紛紛提出了“智能交通”的概念，并且先后開發(fā)出了用于交通運(yùn)輸管理的智能交通系統(tǒng)。如今，我國交通事故死亡人數(shù)已經(jīng)連續(xù)十余年世界第一，而智能交通系統(tǒng)卻能在制止交通違章，規(guī)范車輛行駛等方面發(fā)揮越來越重要的作用。以往的智能交通系統(tǒng)，一般采用的是標(biāo)清設(shè)備，抓拍的像素低，誤拍率高，夜間補(bǔ)光的效果差，處罰率低等不足之處。新型的智能交通管理系統(tǒng)，具有視頻偵測功能，能對道路通行的車輛進(jìn)行實時的監(jiān)視、抓拍、報警、記錄保存車輛通行信息和車流量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中有效的管理，為公安部門打擊違法犯罪和交通肇事逃逸，分析交通壓力，交通管理提供技術(shù)支援。以下是XX省公安廳智能交通管理系統(tǒng)管控客戶端界面和項目概況。
項目需求
視頻識別紅綠信號燈：直接通過對視頻信號進(jìn)行智能化分析，識別出紅綠信號燈狀態(tài)，摒棄了物理信號連接判斷的方式，無需使用信號燈控制系統(tǒng)的接口，避免了路口大范圍、長距離破路施工、走線連接，減少了故障點和工程施工工作量。 通過智能視頻識別技術(shù)，對城市主干道過往車輛進(jìn)行實時監(jiān)視、抓拍、報警、記錄車輛信息，和車流量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，能智能識別視頻信號并采集、處理、分析車輛號牌和車輛違章信息。系統(tǒng)要求具有抗干擾、視頻分辨率高、能自動給出用戶所需的數(shù)據(jù)資料。
系統(tǒng)設(shè)計原則和理念
先進(jìn)性：前端采用一體化高清攝像機(jī)，內(nèi)置視頻智能偵測、加密算法。500萬像素高清畫質(zhì)可同時覆蓋12個車道，能將車輛違章狀態(tài)、車牌號碼等信息同時反映在客戶端中，能實時的監(jiān)控交通信息。同時，系統(tǒng)對惡劣的氣候環(huán)境具有良好的適應(yīng)性，使用壽命更長等特點。
實用性：系統(tǒng)在滿足GA/T496-2009公安部最新標(biāo)準(zhǔn)、能準(zhǔn)確捕行駛違章行為，實時記錄車輛信息，為公安部門提供更有效的車輛管控信息。
經(jīng)濟(jì)性：一體化、低功耗、便維護(hù)、壽命長。
安全性：前端攝像機(jī)內(nèi)置加密算法，杜絕監(jiān)控信息的篡改。通過這樣的加密手段，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)提供安全保障。
易維護(hù)性：一體化設(shè)計，施工安裝方便，維護(hù)性高。
系統(tǒng)架構(gòu)
系統(tǒng)一體化架構(gòu)，內(nèi)置視頻智能識別算法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。高清監(jiān)控，讓違章無處遁形。
前端存儲設(shè)備同樣采用嵌入式高性能處理平臺，內(nèi)置大容量硬盤，可接收來自高清攝像機(jī)的JPEG圖片流、H.264視頻流，實現(xiàn)圖片、錄像的前端存儲。斷點續(xù)傳功能是部署前端存儲設(shè)備重中之重的考慮，其可以完美應(yīng)對前端設(shè)備與后端中心平臺數(shù)據(jù)傳輸鏈路故障，在鏈路恢復(fù)第一時間將網(wǎng)絡(luò)中斷期間的數(shù)據(jù)自動上傳至后端中心平臺，避免數(shù)據(jù)丟失。
同一路口的前端設(shè)備通過交換機(jī)匯聚為路口局域網(wǎng)，根據(jù)電子警察業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量偏大、數(shù)據(jù)可靠性要求高等特點，首選光纖網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸載體，在路口配置光纖收發(fā)器，通過光纖網(wǎng)絡(luò)將前端數(shù)據(jù)傳輸至后端中心平臺。同時，在一些有線網(wǎng)絡(luò)鏈路難以到達(dá)的點位，也可選擇GPRS/CDMA、3G等無線傳輸方式，作為有線傳輸方式的有效補(bǔ)充。
一體化高清攝像機(jī)為系統(tǒng)的核心，除了具備傳統(tǒng)攝像機(jī)所具備的視頻采集功能，還可通過內(nèi)置的視頻智能識別算法，實現(xiàn)對視頻流數(shù)據(jù)的
智能分析，識別出用戶所關(guān)心的各類信息，如信號燈狀態(tài)、車輛號牌、車輛違章行為等，并且這些信息能夠按照預(yù)先設(shè)定的格式或規(guī)范，方便地組織在一起，精確地呈現(xiàn)給系統(tǒng)的使用者。
系統(tǒng)實現(xiàn)方案
一體化攝像機(jī)是整個前端系統(tǒng)的核心，而視頻智能識別算法則是一體化攝像機(jī)的核心所在。一體化高清攝像機(jī)，集抓拍、控制、識別、錄像、壓縮、傳輸于一體。具有先進(jìn)的視頻檢測功能，可以對視頻圖像進(jìn)行逐幀識別，同時自動匹配對應(yīng)車道，對過往車輛進(jìn)行軌跡跟蹤并做行為判斷，對車輛即進(jìn)行抓拍、車牌識別、錄像、存儲，處理結(jié)果上傳到后臺。
前端系統(tǒng)從功能邏輯上可分為檢測單元和控制單元，檢測單元主要承擔(dān)視頻信息相關(guān)要素的分析判斷，控制單元則根據(jù)檢測單元分析判斷結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)和記錄，以及數(shù)據(jù)的處理。檢測單元和控制單元在邏輯上分開，物理上集成于嵌入式一體化攝像機(jī)內(nèi)。
檢測單元集中體現(xiàn)了本方案的技術(shù)先進(jìn)性，車輛檢測算法實現(xiàn)了基于視頻流的車輛檢測，輔以車牌識別算法，同時輸出車牌號碼識別結(jié)果，車輛(違章)行為檢測算法則根據(jù)連續(xù)的車輛檢測結(jié)果判定出車輛是否違章。
控制單元根據(jù)檢測單元分析判斷的結(jié)果，觸發(fā)攝像機(jī)抓拍并同步觸發(fā)補(bǔ)光設(shè)備，清晰、完整記錄場景內(nèi)所有相關(guān)信息，這些信息通過控制單元的傳輸模塊進(jìn)行輸出，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至后臺管理系統(tǒng)。
后臺管理系統(tǒng)依托管理和應(yīng)用軟件，一方面實現(xiàn)設(shè)備、用戶、數(shù)據(jù)的集中管理和控制，一方面通過用戶界面呈現(xiàn)如車輛查詢、車輛布控、違章查詢、報警、處罰等各類相關(guān)應(yīng)用。
視頻識別車輛號牌
視頻識別車輛號牌：對于視頻流中出現(xiàn)的車輛目標(biāo)，通過智能化視頻分析算法，直接給出車輛號牌分析結(jié)果，結(jié)果信息可自動疊加于抓拍的圖片上，同時可實時上傳至后端平臺軟件供集中查詢、調(diào)用。
圖像采集：通過高清攝像抓拍主機(jī)對通行車輛進(jìn)行實時、不間斷記錄、采集。
預(yù)處理：噪聲過濾、自動白平衡、自動曝光以及伽馬校正、邊緣增強(qiáng)、對比度調(diào)整等。
車牌定位：在經(jīng)過圖像預(yù)處理之后的灰度圖像上進(jìn)行行列掃描，確定車牌區(qū)域。
字符分割：在圖像中定位出車牌區(qū)域后，通過灰度化、二值化等處理，精確定位字符區(qū)域，然后根據(jù)字符尺寸特征進(jìn)行字符分割。
字符識別：對分割后的字符進(jìn)行縮放、特征提取，與字符數(shù)據(jù)庫模板中的標(biāo)準(zhǔn)字符表達(dá)形式進(jìn)行匹配判別。
結(jié)果輸出：將車牌識別的結(jié)果以文本格式輸出。
視頻識別違章行為
視頻識別違章行為：通過攝像機(jī)內(nèi)置的視頻智能識別算法，能夠從視頻流中分離車輛目標(biāo)，并自動跟蹤車輛軌跡，分析判斷出車輛是否違章，對年檢、布控、套牌等自動觸發(fā)報警。
采用基于運(yùn)動檢測的車輛檢測算法，具體分為以下步驟：
由高清攝像抓拍主機(jī)獲取實時的視頻流。
利用背景差分算法檢測運(yùn)動前景。
更新并保存背景模型。
過濾噪聲，并獲取準(zhǔn)確的車輛位置。
運(yùn)用時空信息、匹配和預(yù)測等算法，對車輛進(jìn)行準(zhǔn)確的跟蹤，獲取并保存車輛對象的軌跡信息。
判斷報警條件，沒觸發(fā)條件則進(jìn)行下一幀的檢測，如果到達(dá)則發(fā)出觸發(fā)信號。
結(jié)語
智能監(jiān)控識別系統(tǒng)，并不僅僅的局限于人臉識別、行為偵測、交通時間檢測等諸多方面，更重要的是給予系統(tǒng)自身思考的能力，從而將智能識別技術(shù)應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域，為客戶帶來更大的價值。交通環(huán)境時刻在變，交通的壓力也在不斷的變化。因此交通管控部門也為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化和拓展性提出了更高的要求。
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