高清电子警察系统的原理及功能

摘要本文分析了电子警察硬件设备，并具体分析了电子警察系统工作流程、原理和主要功能以及它在实践中的广泛应用。

【关键词】高清 电子警察 系统 功能 原理 流程

1 高清电子警察系统整体介绍

1.1 现状分析

近年来，随着人们生活水平不断提高，城市内私家车猛增，道路交通的压力越来越大，单纯依靠人为管理，浪费人力资源，效果也不明显。为了实现了对城市道路全天候、大范围的管理要求，各城市都安装了高清电子警察系统，使交警在维护交通治安上摆脱了被动的局面，它形成了强大的威慑力、促使广大驾驶人自觉守法驾驶，从而减少了交通事故发生的隐患，保障了交通安全，间接的创造了巨大的经济价值。

1.2 功能简介

现在主流的电子警察技术采用纯视频检测方式，自动对视频流中运动物体进行实时逐帧检测，通过在摄像机内画虚拟线圈的方式，结合车辆运动轨迹和红绿灯状态，判断车辆是否违章并进行记录、存储。此方法最大在优点是无需埋设线圈，防止破坏路面。现在国内用于电子照牌的高清相机中，最成熟先进的要属500万CCD高清一体化摄像机。单台摄像机可以覆盖单向3车道并同步支持LED频闪灯进行夜间联动补光。它不仅能够对传统的闯红灯进行实时的抓拍，还能对逆向行驶、不按照导向车道行驶、违章并道等违法行为进行准确的判断和抓拍，大大提高了交通的管理水平。

2 系统原理

2.1 工作原理

如图1所示，系统中主要设备由CCD的一体化高清像机、LED补光灯、千兆交换机、光收发，和局端中心服务器等设备组成。系统的核心设备为一体化高清摄像机，该像机集抓拍、控制、识别、录像、压缩、传输于一体，具有先进的视频检测功能。工作流程如下：

（1）首先我们通过在摄像机采集到的视频，确定当前需要检测抓拍的区域。

（2）现场工作人员在当前区域内内根据现场实际情况画出车道线，配置好红绿黄灯组的具置并设置黄灯亮时间。

（3）根据停止线与通信杆的距离、杆高度和场景大小、行车导向标识线等具体因素，配置相机，并准确画出左转、右转、前置、中间和后置等触发线。

（4）当有车辆通过时候，相机会根据前面我们配置好的车道线和红灯实时状态来判断其是否违章。如果没有违章，当车辆通过停止线前一定会碰到前置触发线，此时相机会自动抓拍一张图片作为绿灯卡口记录下来；如果车辆违章，当它通过前置线、中间线和后置线（或者左右转弯线）的时候，相机会各抓拍一张图片，其中第一张图片为车辆在红灯期间未压停车线时的图片，第二张为车辆在红灯期间压在停车线或者经过停车线的图片，第三张为车辆在红灯期间经过停车线后继续行驶的图片。此过程能够充分体现其整个闯红灯的全过程。

（5）完成抓拍后，系统会对车牌和车身颜色进行识别，然后会把抓拍违章车辆的3张图片和专门提取出来的的一张车牌放大的特写图片合成一张大图，并叠加上车辆的信息和违法代码后保存，并记录下来。

（6）相机在抓拍的同时，一直处于高清录像，并把信息和图像通过传输实时的上传到中心服务器。

2.2 红绿灯检测原理

2.2.1 采用视频检测红绿灯信号

视频分析算法对于红绿灯的检测综合运用了亮度比较算法与灰度比较算法，在场景中红绿灯所在位置划定检测区域，并对该区域的亮度与灰度的变化进行实时地检测与判断，从而获知当前的红绿灯状态。

2.2.2 信号检测器检测红绿灯信号

很多城市也采用信号检测器来对红绿灯信号进行检测，优点是能够在极少数由于恶劣天气等因素影响视频检测的特殊情况时，仍然能确保对红绿灯信号判断的准确性。信号检测器能把220V的红绿灯交流信号转换为低电压，通过光耦器件送至内部的数字逻辑门电路，从而完成红绿灯信号的检测。

3 系统功能

3.1 车辆捕获功能

系统除了能够捕获违法闯红灯的车辆外，还能捕获在车道上正常行驶的车辆（卡口功能），能捕获记录车辆闯红灯过程中三个不同位置的信息以反映机动车闯红灯违法全过程。

3.2 视频检测功能

系统采用500万CCD高清摄像机，同时检测3个车道，全天候主动抓拍通过的所有车辆，捕获率达96%以上。对于违章车辆，系统能够连续抓拍多张图片，并提取车牌特写图片合成一张大图，以反应违法全过程。同时在图片上叠加“红灯已亮起时间、车型、车牌、时间、地点”等违法车辆的基本情况。

3.3 闯红灯记录功能

系统采用智能跟踪算法技术，对图像中每一辆车都能进行实时跟踪，结合红绿灯状态，主动做出智能判断并进行连续抓拍车辆闯红灯过程中三个3张相应位置图片，以反映车辆违章的全过程，并支持对车辆直行、左转、右转闯红灯违法行为的全面记录。

3.4 智能补光功能

为提高夜视效果，各城市都会安装LED补光灯。补光灯内有信号线与相机相连，在相机捕获图像时，LED灯补光灯亮度会瞬间增强，和相机相联动以便提高补光效果的同时对人眼不造成影响。

此外，电子警察系统还具备不按照导向车道行驶、违法变道、逆向行驶、等违章行为的主动抓拍以及号牌和车身颜色自动识别、前端高清录像、局端数据存储和信号灯状态视频检测等功能，除了疏导交通等作用外，还能为警方破案提供有力的证据。

作者单位

辽河油田通信公司新业务营销事业部智能交通项目部辽宁省盘锦市124010