【激光对射】：道路入口超高检测设备的应用与优势

项目背景

高车辆检测无疑是一种更为精准可靠的检测手段。当有车辆高度超过预先设定好的高度时，激光检测设备立即发出指令让前方的示警LED显示屏提示司机车辆超高，同时开启声光警示（声光报警器），并提供出安全行车路线诱导车辆绕行通过，如果超高车辆继续前进，该系统触发视频抓拍系统抓拍超高车辆图片或触发视频录像机进行录像，然后把图片或视频无线传送至监控中心值班计算机，监控人员可以从图片或视频录像里看清车牌号码，以利于管理部门进行违章取证。

系统结构及组成

系统的设计基于分布式系统的集中管理策略，采用分层结构设计，从逻辑关系上看主要分为三层：前端子系统、传输子系统及后端管理子系统。

系统拓扑图  

系统构成说明：当有车辆高度超过预先设定好的高度时，IT系列激光超高检测器向控制设备发出车辆超高的信号，控制设备立即发出指令让前方100米LED诱导信息板进行提示司机车辆超高信息并提供出行车路线诱导车辆绕行，同时控制器通过无线传送至监控中心提醒有关人员车辆超高意外事件的发生及发生地点，还可以利用视频抓拍系统抓拍超高车辆图片（该系统各组成部件可以通过太阳能供电）。

前端子系统

负责完成信息的采集与前端预警信息显示。包括超高车辆信息、卡口经过车辆信息、车辆特征照片、车牌号码等。并完成图片信息识别、超高车辆预警信息联动发布、数据缓存以及压缩上传等功能。主要由激光对射探测器、智能一体化摄像机、补光灯、网络交换机、管理终端、LED显示屏等设备组成。

传输子系统

以自建路口局域网、专用接入网、中心视频专网、现有公安光纤网络资源为传输通道，构建网络传输子系统，实现前端子系统与后端管理子系统之间的互联互通，完成数据、图片的传输与交换。

后端管理子系统

负责实现对辖区内相关数据的汇聚、处理、存储、应用、管理与共享，由中心管理平台和存储系统组成。中心管理平台由搭载平台软件模块的服务器组成，包括：管理服务器、应用服务器、Web服务器、图片服务器和数据库服务器等。

系统设计

前端子系统

前端子系统组成

超高车辆检测预警前端子系统主要由以下功能单元组成：

 

Ø 车辆检测抓拍单元：含智能一体机、防眩目闪光灯、LED补光灯、激光超高检测器、信号控制器、管理终端；

Ø 室外LED屏显示单元：室外箱体式防水LED显示屏（含LED显示模组、网络控制器、电源模块、屏体结构等）

Ø 网络传输单元：含路口交换机和光纤收发器；

Ø 视频监控单元：含高清全景摄像机、辅助照明设备。

车辆检测抓拍单元

超高探测单元

激光超高检测器选择飞天IT-A单光束系列或IT-B双光束系列，安装在桥梁、隧道、城市高架、高速公路口，用于对过往超高车辆进行检测，检测到超高车辆实时信号通过信号控制器传输给智能一体机，实现超高车辆的联动抓拍。

（1)工作原理

激光超高检测器由激光发射机和激光接收机两部分组成。激光发射机由激光发射器、调制激励电源及相应的方向调整装置组成；激光接收机由激光接收器、光电信号处理器以及相应的支撑机构组成。激光超高检测系统以调制激光光束(单束或双束)形成警戒线，采用遮挡报警的方式对超高车辆进行检测。

（2)产品特点

a、以激光为光源，方向性好，发散角度小，光束集中，信号强，即使有恶劣的环境带来的衰减也不会影响正常工作。

b、传输距离远，穿透雨、雪、雾能力强，可全天候工作，探测距离可达数百米至几千米。

c、可以在-40℃~70℃的环境下正常工作，无需任何辅助调温设备。

d、铝合金材质，防护等级达到IP67。

e、发射端镜盖采用纯净光学K9玻璃，透光率99%，专业防水镀膜，无水渍残留，始终光亮如初，表面镀锌处理，抗氧化。

f、接收端镜盖采用专业光学窄带滤光片。完全不受太阳光，汽车灯光等外界光学干扰。

g、信号采用继电器开光量输出，几乎兼容信号控制所有设备。

h、精密光路调整组件，配合650nm激光光源，使安装调试变的轻松容易。

i、产品安装高度不受限制，检测数值精确，形成的激光射线不会对车辆造成任何危险。

（3）设备介绍

（一）飞天激光IT-A系列单光束激光超高检测器 

（二）飞天激光IT-B系列双光束激光超高检测器 

3.1.2.2车辆抓拍单元

系统由智能一体机、防眩目闪光灯、LED补光灯组成，选用的200万像素（或500万、600万）高清智能一体机采用高清CCD+高清ISP+高性能嵌入式DSP一体化架构设计，集高清视频采集、高清视频处理等核心功能于一体。有效像素达到1600*1200，所拍摄的图片能清晰的分辨车牌号码、车牌颜色、车辆类型、车身颜色、人员脸部特征等。

200万高清智能一体机集成视频检测功能，采用视频检测算法完成正常卡口车辆检测及过车抓拍、采用激光对射探测器外触发完成超高车辆检测抓拍，同时输出高清照片和车牌识别数据，具备强光（逆、顺）抑制功能，减弱白天日光对卡口抓拍单元和夜间机动车大灯对卡口抓拍单元拍照的影响，从所拍照片上能清晰呈现机动车正面全貌和车牌特征。

防眩目闪光灯、LED补光灯作为辅助检测、抓拍补光设备，可为夜间的车辆检测抓拍提供保障。

信号控制器用于将激光超高检测器检测到超高车辆实时信号，传输给抓拍单元，实现超高车辆的联动抓拍。

管理终端用于前端抓拍数据的缓存与数据上传。同时管理终端还负责前端对超高车辆信息的实时联动LED屏发现显示。室外LED屏显示单元

 室外LED屏显示单元主要为室外箱体式防水LED显示屏，其包含LED显示模组、网络控制器、电源模块、屏体结构等LED显示系统组件。其主要负责对前端管理终端设备和后端监控中心所发布的信息进行输出显示。

 网络传输单元

网络传输单元主要由路口工业交换机、光纤收发器以及光纤等资源组成，实现前端子系统组成局域网并与中心平台之间的互联互通。

 视频监控单元

视频监控单元由高清全景摄像机和辅助补光灯组成，安装架设在路桥口和隧道口处（由内向外拍摄），用于记录车辆进入桥口和隧道口的视频图像，作为违章管理处罚和事故处理提供有力的依据。

系统现场布局

系统工作原理

系统采用激光检测联动控制和视频分析检测相结合的方式，同时超高车辆和正常行驶车辆进行检测、抓拍与记录。然后通过管理终端或后端中心服务器采用网络异步控制的方式及时将超高车辆信息进行发现预警。

系统主要功能

图像记录功能

系统拍摄的车辆及人员特征图像200万分辨率为1600×1200，500万分辨率为2592×2048，图像以JPEG格式存储，正常行驶车辆图片200万像素不超过300KB、500万像素不超过700 KB，200万像素违法图片不超过600K。500万像素违法图片不超过1M。车辆通过的信息写入中心平台数据库，同时在图像中叠加车辆通行数据，如：记录编号、设备编号、检测时间（年月日时分秒）、车牌号码、车牌颜色、车型分类、车身颜色、检测地点、车牌图片等信息。

超限高抓拍功能

系统可对超限高车辆进行自动检测识别，自动抓拍并记录存储。记录格式可根据用户要求自己选择保存1～2张，记录信息包括：检测地点名、车辆类型、车牌号、车牌颜色等。系统可自动对车辆牌照进行识别，包括车牌号码、车牌颜色的识别。并且将车辆图片和通行信息自动上传到中心平台。

超限高车辆预警功能

系统可将检测到的超高车辆信息在前端LED显示屏上自动预警发布。发布内容："前方限高XX米， XXXXX车牌，您已超高，请变换路线行驶"。

发布信息用户可自定义，其中车牌信息为超高车辆的车牌识别号码。

用户可设置单条发布信息显示持续时间和LED屏无超高车辆显示固定警示信息内容以及信息的显示机制。

治安卡口功能 

系统可对通过的正常高度车辆进行车牌号码自动识别，并进行记录存储。记录格式可根据用户要求自己选择保存1～2张，记录信息包括：检测地点名、车道方向、车牌号、车牌颜色等。系统可自动对车辆牌照进行识别，包括车牌号码、车牌颜色的识别。并且将车辆图片和通行信息自动上传到中心平台。

正常车辆抓拍

当运动车辆经过抓拍位置是，系统自动抓拍，并开启闪光灯进行同步补光，保证抓拍效果。

2）无牌机动车抓拍

摄像机虚拟线圈采用动、静检测相结合方式检测车辆，对无牌车辆、车牌异常车辆也能正常抓拍。

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。

前端存储技术

为了保证数据的安全性，路口前端高清智能一体化摄像机和一体化管理终端均内置数据存储，实现前端2级数据可靠性。高清智能一体化摄像机内置容量为32G的SD存储卡，可以存储4万条以上的车辆图片信息；一体化管理终端内置容量为2TB的存储硬盘，可存储不少于200万条以上的车辆图片信息。

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存储卡和存储硬盘内，当链路恢复正常时，存储卡和存储硬盘内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，直接从前端设备内导出数据。

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:

①“0—9”十个阿拉伯数字；

②“A—Z”二十六个英文字母；

③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) ；

④“2013”式新军车车牌（XY12345新格式）；

⑤号牌分类用汉字(警、学、领、试、挂、境、港、澳、拖、农等) ；

⑥武警车牌字符（“WJ”、“0～9”）。

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%。系统最小能识别号牌宽度65-70个像素的车牌，后六位字符识别准确率大于75%.

系统能识别黑、白、蓝、黄四种车牌颜色。

车辆型号判别功能

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，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，就利用图像分析技术来辅助区分车辆的类型。

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％。

数据传输功能

系统能够通过以太网络或光纤与远端监控中心实现实时数据传输，传输方式可采用TCP/IP协议，远程数据访问也可以通过FTP等方式进行。为便于二次开发，系统提供标准和开放的网络通信协议，平台厂商可以进行软件功能集成，将前端数据采集并集成到现有的管理平台。

远程维护功能

可通过网络实时监测设备的运行状态，可以对前端智能摄像机、一体化管理终端进行远程设置等，以实现远程系统维护。同时系统可以进行定时的自检，也可以适时的人工检测，当系统出现故障，则以报告的形式显示出来。

设备管理

高清治安卡口系统提供设备编号、设备同步时钟、设备运行状态监测设置等设备参数配置，通过软件配置后，前端设备即与后端管理平台时钟同步，避免因时间不同步而影响抓拍信息的准确性。也可以在中央远程配置，以及实现远程登陆、重启、复位等远程维护。

系统对时功能

在中心机房的服务器上安装NTP对时服务，所有的前端摄像机与NTP服务器对时，保证所有的前端摄像机与NTP服务器时间同步。

NTP服务器与公安网系统进行对时，保证所有系统时间同步。

山东飞天激光光电科技有限公司成立于2009年9月1日，公司专注于激光光电探测技术的研发，以周界入侵报警产品为主导，同步开展智能交通和工业自控类产品的研发和制造，正初步形成以产品开发，解决方案，和平台服务全价值链业务格局，公司以“高”“精”“尖”产品为主，不断为石油石化管线分输加压站，油库罐区，高铁变电所，地铁停车场，机场停机坪，监狱围墙，看守所内保，电力变电所，边防哨所警戒等高端周界防范领域提供强力支撑，为道路交通保驾护航，还为广阔的民用光电市场提供优质产品，致力于成为激光周界安防行业综合解决方案提供商和服务商。

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