AutoscopeSolo視頻檢測系統(tǒng)方案

1、Autoscope Solo®Pro NC視頻檢測系統(tǒng)方案 管養(yǎng)網(wǎng)前 言隨著我國智能交通系統(tǒng)概念的日益普及和應用的迅速發(fā)展，基礎交通信息的采集和交通事故檢測作為智能交通系統(tǒng)的重中之重來優(yōu)先發(fā)展。基礎交通信息和交通事故主要包括車流量、車速、車間距、車輛類型、道路占有率、車輛違章信息、交通事故檢測、道路氣象、視頻監(jiān)視圖像等。采集基礎交通信息和交通事故檢測可采用下述方式：超聲波檢測體積小，易于安裝。它的缺點是性能隨環(huán)境溫度和氣流影響而降，這樣就不能滿足交通數(shù)據(jù)采集設備需要在各種天氣環(huán)境下穩(wěn)定可靠的工作的要求，此外對安裝的位置要求較高，必需安裝在檢測車道的正上方。紅外線視頻檢測晝夜可采用同一

2、算法而解決晝夜轉換的問題，也可提供大量交通管理信息，但是需要很好的紅外線焦平面檢測器，也就是要用提高功率，降低可靠性來實現(xiàn)高靈敏度，而可靠性在交通數(shù)據(jù)采集設備的使用中十分重要；它不能提供全面的交通信息,。聲學檢測根據(jù)特定車輛的聲學特征識別該車輛，為識別車輛需將接收信號進行大量的除去背景靜噪聲的處理，所以它的可靠性也比較差，同時它不能提供全面的交通信息。磁力計檢測可檢測小型車輛；適合在不便安裝線圈場合采用。它的缺點是很難分辨縱向過于靠近的車輛。同時它不能提供全面的交通信息。激光雷達檢測方法可以不受光照環(huán)境的影響，即白天與夜晚都可以很好的工作，且沒有晝夜轉換引起的誤差；而且可以直接得知車輛的高度寬

3、度；同時可以克服車輛遮擋問題。它的缺點是激光雷達設備成本過高；而且它在大雨天不可靠；無法給出全面的交通信息。微波多普勒檢測可以在惡劣氣候下有出色的性能，還可以直接檢測速度，但是它不能檢測靜止或低速行駛的車輛，這樣就不能完成車輛排隊長度這一重要信息的采集；以向前方式用定向天線跟蹤單車道，對于多車道則需要多個設備，安裝要求也會增加；它不能提供全面的交通信息。微波真實再現(xiàn)檢測可以在惡劣氣候下工作，還可以直接檢測速度，能夠檢測靜止或低速行駛的車輛，可以側向方式安裝使用，不能提供全面的交通信息。感應線圈檢測經過幾十年的發(fā)展到現(xiàn)已標準化，技術成熟、易于掌握，計數(shù)非常精確，同時系統(tǒng)非常穩(wěn)定，不受環(huán)境的影響。

4、它的缺點是安裝過程對可靠性和壽命影響很大；維修或安裝需中斷交通；破壞路面，影響路面壽命；同時線圈易被重型車輛、路面修理等損壞，而且它的維護難度較大視頻檢測可提供全面的交通管理信息和事故檢測信息，如道路上車輛的流量、速度、交通密度、車型分類、車輛排隊長度、轉彎等信息；可為管理人員提供可視圖像，使管理更直觀；單臺攝像機可檢測多車道。它的缺點在于大型車輛能遮擋隨行的小型車輛，由于攝像安裝的角度與高度的限制導致的不同車道的車輛遮擋問題，陰影積水反射或晝夜轉換可造成檢測誤差。視頻檢測的車輛遮擋問題的解決可以通過軟件的算法修正和攝像機的安裝方案等來改進。陰影問題在現(xiàn)有的軟件研究中已經得到較好的處理。積水反

5、光問題可以利用攝像機加偏光片的方法來減少鏡面反射。夜晚可以使用低照度的高靈敏度黑白攝像機來改善檢測與分割的效果。綜合以上檢測方法的優(yōu)缺點，目前全世界使用較多的還是線圈車輛檢測器和視頻車輛檢測器，因此，交通數(shù)據(jù)檢測器首選這二類設備，根據(jù)使用地點和實際要求分別選用，合理搭配，以獲得較好的經濟效益。在道路監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻車輛檢測系統(tǒng)我們建議采用世界上著名的美國ISS 公司的 AUTOSCOPE 2020視頻車輛檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)在性能價格比，功能方面，經久耐用和國際化對硬件和軟件平臺的需求上都完全滿足招標要求。雖然世界上已經和正在研發(fā)視頻檢測技術的廠家不少，但真正擁有成熟技術并在實際使用中得到廣泛檢驗

6、的產品卻極少，而美國ISS公司生產的AUTOSCOPE視頻檢測系統(tǒng)無疑是其中的佼佼者。ISS公司是全世界第一個生產視頻檢測器的廠家。到目前為止，ISS公司生產的AUTOSCOPE視頻檢測系統(tǒng)已在全世界安裝了兩萬多套，占全世界市場份額的45%。在中國，我們也已安裝了上百套，在市場中同樣處于領先地位。概述在交通迅猛發(fā)展的今天，隨著經濟的發(fā)展和科技進步，迅捷、高效的車輛科學管理和疏通就越來越重要，而這些都離不開車輛檢測。目前在車輛檢測系統(tǒng)方面，視頻檢測經過十幾年的發(fā)展技術上已經相當成熟，其與線圈檢測技術相比所具有的優(yōu)越性和高性價比已得到業(yè)內人士的公認，代表了未來車輛檢測領域的發(fā)展和應用方向。雖然世界

7、上已經和正在研發(fā)視頻檢測技術的廠家不少，但真正擁有成熟技術并在實際使用中得到廣泛檢驗的產品卻極少，而美國ISS公司生產的AUTOSCOPE視頻檢測系統(tǒng)無疑是其中的佼佼者。作為廠家代表，我們相信AUTOSCOPE視頻檢測系統(tǒng)可以完全滿足交通管理部門的要求,通過在市區(qū)的交叉路口采用最先進的視頻檢測手段，為解決城市的現(xiàn)有交通問題提供最佳的解決方案。Autoscope大區(qū)域視頻車輛檢測技術的歷史和發(fā)展Autoscope大區(qū)域視頻車輛檢測技術由美國ISS公司開發(fā),作為全世界研發(fā)最早并最先獲得國際專利的視頻車輛檢測技術.經過近20年的不斷發(fā)展,AUTOSCOPE已成為全球系統(tǒng)安裝最多、滿足國際各種工業(yè)標準

8、最多、在實際使用中經過廣泛檢驗的成熟的視頻車輛檢測技術。到目前為止，已有14000多套的Autoscope視頻檢測系統(tǒng)運行在超過三十多個國家的智能交通管理系統(tǒng)中，得到全世界交通專業(yè)人士的普遍認可?；趯ξ磥碥囕v檢測技術的革命性認識，美國公司對Autoscope視頻車輛檢測技術的研究始于八十年代初期，在開發(fā)的過程中公司與美國明尼蘇達大學交通運輸系、美國聯(lián)邦公路署以及美國政府和各地的交通管理部門建立了密切的合作關系，共同對交通管理中面臨的許多重要課題進行了合作研究。第一代原型機誕生于年，其后于年正式推出了用于外場車輛檢測的Autoscope 2002視頻車輛檢測系統(tǒng)。年，公司生產出Autoscop

9、e 2003，產品的各項性能趨于成熟，實現(xiàn)了全天候檢測。美國佐治亞、密歇根等州開始廣泛采用這一產品，以后又在原有的基礎上不斷擴大使用規(guī)模。年，隨著微軟Windows 95的問世，公司又推出了其軟件基于新一代Windows 95/NT操作系統(tǒng)的Autoscope 2004，Autoscope SOLO PRO NC是Autoscope 2004的升級產品，它包括了其所有的功能特點，它完美地將視頻處理器集成在密封的MVP（視頻處理模塊）中，使用更方便，靈活可靠。在亞洲的韓國、馬來西亞、泰國和香港等國家和地區(qū)，Autoscope也得到了廣泛的應用。其中僅韓國就已經在漢城周圍的高速公路上安裝了近3套攝

10、象機的Autoscope視頻檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡化管理。在我國，隨著經濟的不斷發(fā)展及其對智能交通更高的要求，Autoscope也正在得到越來越廣泛的應用，在不久的將來，先進的Autoscope視頻檢測技術將為我國各城市的道路交通管理作出更大的貢獻。系統(tǒng)綜述1ISS公司的AutoscopeTM SOLO PRO NC 視頻車輛檢測系統(tǒng)的主要設備本方案設計中包括的主要設備有：l 外場攝像機l 高桿,配電箱,接線,避雷，接地等l 傳輸設備,包括光纜和設備機箱。l Mini-Hub（可選）l I/O卡（可選）l 管理中心自動事故檢測計算機。l 測試工具l 數(shù)字化卡。l 培訓材料和資料。l 系統(tǒng)軟件l

11、服務器軟件開發(fā)包（SDK）2系統(tǒng)概述21系統(tǒng)結構圖：系統(tǒng)由攝像機、通信系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)組成。雙絞線、光纖、無線或其它傳輸方式交通控制中心服務器局域網(wǎng)交通報警交通信息發(fā)布交通數(shù)據(jù)分析2.2系統(tǒng)特點： NTSC或PAL視頻制式 實時光圈調節(jié)和快門速度控制 通過調整攝像機的高度和角度，可簡單校正視場（FOV） 提供IP地址為SOLO PRO NC 組網(wǎng) 通電自檢 先進的面板加熱器 低功耗 堅固的抗惡劣環(huán)境的密封外罩 支持當?shù)卣Z言23系統(tǒng)優(yōu)點： 簡單 可直接觀察檢測狀況 檢測性能穩(wěn)定性高 相對于其它檢測器綜合性價比高 容易使用 安裝和維護簡單 滿足各種檢測需求 可選擇擴展應用24系統(tǒng)功能：1） 中文

12、操作界面可選2） 系統(tǒng)在不同的光照和天氣狀況下，都能保持檢測的高精確度3） 每個攝像機能同時檢測八條車道4） 在每個攝像機視場（FOV）內能同時設置不少于32個檢測器5） 每個攝像機均有IP地址，可用于系統(tǒng)的組網(wǎng)6） 系統(tǒng)操作軟件應包含Jpeg視頻圖像壓縮軟件，以便于圖像的存儲7） 攝像機支持網(wǎng)絡通信8） 攝像機具有存在檢測和方向存在事件檢測功能9） 攝像機可按用戶定義的時間間隔，對車輛實時計數(shù)，并計算如下交通參數(shù)：車流總量：用戶定義的時間間隔內的車輛總數(shù) 占有率：按時間百分率測量的車道占有率車輛分類：按長度定義的小汽車、單卡貨車或拖卡貨車車流率：每車道每小時車輛數(shù)車速：按每小時計量的平均速度

13、空間占有率：按百分率計量的車輛長度總和除以時間間隔內車輛平均行駛距離3。系統(tǒng)構成設備的技術規(guī)格31Autoscope SOLO PRO NC 單臺系統(tǒng)結構圖：信號控制機RS232輸入/輸出板攝像機系統(tǒng)由攝像機、通信面板、輸入/輸出板和監(jiān)控電腦組成。32 Autoscope SOLO PRO NC NC 多臺系統(tǒng)結構圖：RS485RS485RS485輸入/輸出板信號控制器系統(tǒng)由攝像機、通信面板、輸入/輸出板和監(jiān)控電腦組成SOLO PRO NC NC4 攝像機所有攝像機的部件均符合FCC的B級電磁接口（EMI）標準和滿足CE的EMI標準及安全規(guī)范。4.1 攝像機構造：a) 視頻處理器和一個通用的C

14、PU，安裝在一個通用的密封防護罩。b) 攝像機每分鐘可處理30幀NTSC視頻圖像，或可以處理25幀PAL視 頻圖像c) 攝像機在其視域內（FOV）最少可處理20個檢測域的實時檢測狀態(tài)d) 傳感器輸出的NTSC或PAL視頻圖像都可在監(jiān)視器中顯示4.2 MVP檢測器的類型:傳感器可以使用多種類型的檢測器來實現(xiàn)其特定功能4.2.1檢測器的主要功能有：a) 移動或停止車輛的存在/通過檢測b) 行車方向檢測c) 速度測量d) 基于車輛狀態(tài)值的各種報警e) 通過邏輯算法把多個檢測器與相位的狀態(tài)結合起來給出一個輸出f) 如用戶需要，各種檢測器的檢測狀態(tài)可在監(jiān)視器里顯示檢測器可通過軟件定義其各種功能：4.2.

15、2檢測器的類型有：a) 計數(shù)檢測器：給出車輛數(shù)，小時車輛數(shù)和占有率b) 存在檢測器：給出車輛存在狀態(tài)、停止車輛或車輛的行車方向錯誤c) 速度檢測器：給出車輛的計數(shù)、車輛速度、長度和用戶定義分類d) 功能檢測器：可通過邏輯算法把多個檢測器結合給出輸出e) 檢測站：在單位時間內給出各種交通數(shù)據(jù)f) 事故檢測器：用來監(jiān)視交通流的平均速度、占有率和車流量。當其中一個參數(shù)大于所定的閥值時就會給出一個報警g) 對比度檢測器：檢測MVP視頻處理器處理的圖像的質量h) 速度報警檢測器：基于用戶所定義的一個速度閥值給出一個報警輸出4.3 SOLO PRO NC外部接口傳感器的外部接口包括有：a) 網(wǎng)絡通信口用于

16、構造NC的通信b) 檢測輸入/輸出口（I/O）主要用于同檢測口的控制裝置進行檢測數(shù)據(jù)交換，如同Solo Mini Hub, Mini Hub, 檢測板，Mini-Hub,Mini-Hub TS2或其它裝置c) 彩色視頻輸出接口4.3.1網(wǎng)絡通信口a) 網(wǎng)絡通信號可以構造并提供主要的通信b) 攝像機使用RS-485四線全雙工網(wǎng)絡通信協(xié)議與服務順通信c) 網(wǎng)絡通信口充許用戶對軟件進行升級，并使用用戶/客戶軟件開發(fā)包來滿足攝像機的各種檢測需求d) 網(wǎng)絡通信口的通信協(xié)議采用UDP/IP信息包和標準路由通信協(xié)議e) 通信協(xié)議應用于整個攝像機通信范圍4.3.2 檢測的I/O通信口a) 攝像機檢測口與主控制

17、器之間采用RJ45式的RS-485半雙工的接口，主控制器有Rack Card、Mini-Hub, Mini-Hub或Mini-Hub TS2b) 攝像機檢測口與主控制器之間每隔100ms就交換狀態(tài)數(shù)據(jù)c) 通過攝像機檢測口可把實時讀取信號燈的相位狀態(tài)d) 通信協(xié)議使用UDP/IP信息包通過雙絞線進行傳輸e) 主控制器如檢測板、Mini-Hub,Mini-Hub,或Mini-Hub TS2持續(xù)的把檢測狀態(tài)發(fā)送給交通信號控制器1） 接口裝置的能立即接收到狀態(tài)的改變脈沖的最大寬度保證小于100ms2)通過接口裝置所測的速度與真實測量的速度誤差很小4.3.3不同視頻的視頻輸出口a) 攝像機輸出NTSC

18、或PAL全屏動態(tài)視頻時將使用不同的視頻輸出口b) 不同的視頻圖像可通雙絞線進行傳輸4.3.4電源接口a) 攝像機的工作電源是24VAC 50/60Hz 或1028VDCb) 攝像機的最大功率不大于15W44 攝像機的操作日志攝像機將維護一個非易失操作日志，操作日志將包括以下：a) 攝像機的軟硬件的修訂號b) 檢測器的構造主題c) 最新下載給攝像機的檢測器的時間d) 操作時志最后被清除的時間e) 攝像機的通信口的打開與關閉的時間f) 最后掉電的時間g) 攝像機的軟硬錯誤自檢將幫助系統(tǒng)的維護及故障排除的時間標記45 攝像機的車輛檢測操作攝像機按照以下的操作將達到最佳的檢測較果a) 執(zhí)行交通應用b)

19、 攝像機安裝的位置c) 所需檢測的車道數(shù)d) 車輛檢測器的大小、位置和方向e) 在檢測視場（FOV）內車輛的接近和離開f) 車輛換道的最小影響檢測器的設置：a)在攝像機的視場（FOV）內，視頻檢測系統(tǒng)將提供靈活的設置方法，檢測器的放置由下：1) 如為了計數(shù)的精度，檢測應設置在與車道垂直的地方2) 為了檢測停止或移動車輛存在檢測的精度，檢測器應設置在于車道平行的地方b)一個虛擬的檢測器可以替代一個或多個傳統(tǒng)的線圈檢測器c) 為了獲得最佳的檢測較果，檢測器之間可以相互重疊d) 多個檢測器可以通過邏輯運算給合在一起給出一個輸出4.5.2檢測器的編輯a) 檢測器的設置可以通過安裝了Windows 95

20、,98,Millenium或Windows NT4.0或2000操作系統(tǒng)的便攜機或臺式機加上鍵盤和鼠標即可。b) 一臺VGA監(jiān)視器可以觀察檢測器的設置位置和工作狀態(tài)c) 鍵盤和鼠標可被用于:(1) 設置檢測器的大小、方向和位置以提高檢測器的檢測精度(2) 修改檢測器的參數(shù)以達到最佳的檢測精度(3) 編輯檢測器的構造(4) 修改檢測器位置、大小和方向(5) 增加檢測器的其它應用(6) 改變不同的交通應用，修改攝像機安裝的尺寸d) 從計算機下載檢測器的構造給攝像機e) 上載攝像機當前運行的檢測器的構造f) 備份檢測器的構造，把它存儲在計算機的硬盤里檢測器的操作情況視頻檢測器的實時檢測狀態(tài)可以通過以

21、下方法證實：a) 通過視頻顯示裝置可實時 觀察其檢測狀態(tài)b) 攝像機的視頻輸出可以選擇以下傳輸：1） 只選用視頻信號2） 模擬圖像與當前檢測器的實時狀態(tài)c) 通過主控制器Mini Hub TS1接口板、Mini Hub TS2接口板、檢測器接口板和Mini-Hub 接口板上的LED指示燈就可觀察檢測器的輸出狀態(tài)d) 檢測口控制器的LED輸出狀態(tài)描述1） 當檢測器給出一個輸出或信位輸入一個信號相關的LED就亮2） 當檢測器沒有輸出或信號控制器沒有給信號相關的LED就滅4.5.4最佳檢測視頻檢測系統(tǒng)在如下條件時將提供最佳的檢測1） 視頻傳感器安裝在10-15m的高度2） 視頻傳感器安裝在所要檢測區(qū)

22、的附近3） 最遠檢測域的距離不要超過視頻傳感器安裝高度的10倍4.5.5視頻傳感器的三種安裝示意圖視頻傳感器在檢測車道的正上方視頻處理器安裝高度為10-15m角度為56度30到60m28到36m6條車道包括路肩和中央分隔帶a)攝像機安裝車道的正上方：b)攝像機安裝在車道的附近30到36m17到23m45條車道包括路肩視頻處理器安裝高度為10-15m角度為43度視頻傳感器在檢測車道的附近c)攝像機安裝在十字交叉口：視頻傳感器路口的停車線最佳檢測大約15m大約30m攝像機安裝高度為10-15m角度為30度 計數(shù)檢測器的精度攝像機安裝在符合它安裝的條件下，系統(tǒng)將能夠準確的計數(shù)車輛：a. 在正常條件下