关于自动跟踪抓拍系统智能巡逻兵的技术说明

文/王馀 北京润光泰力科技发展有限公司副总经理

　　背景介绍

　　目前，城市主要道路及路口，已经部署了大量的摄像头，用于交通管理及车辆违法取证。 很多地区采用人工抓拍系统，重点查处的就是严重影响通行秩序、行车安全的行为，以逆向行驶为例，在早晚高峰时，一些车辆不排队依次通行，而是逆向行驶超车，往往会致使整个路口、路段发生严重拥堵，对违法的处罚并不是目的，而是通过处罚，来规范、约束驾驶行为，最大限度地减少因交通违法所造成的交通拥堵现象。一般的人工抓拍，抓拍员必须直观地盯住画面，一是工作辛劳，劳动强度大，一般很难做到紧盯屏幕30分钟以上。二是对抓拍员的熟练程度要求非常高，即便是训练有素的专业人员也很容易漏掉很容易漏掉车辆违法行为。三是一个抓拍人员同时监控4个路口，无法同时抓拍4个路口的违法行为。随着道路管理的需要，道路违法现象越来越多，监控执法人员工作负荷越来越大。为了加强道路监管，违法智能抓拍系统应运而生。

　　智能抓拍是利用多年前部署的360°云台模拟摄像头，通过后端服务器对路口4个方向的机动车交通违法行为进行智能检测和自动跟踪、放大，能够清晰地记录车辆违法行为，清楚的看清车辆信息，完成车辆违法取证。这种做法的特点是充分利用和发挥了原有投资的作用，只需追加部分投资即可很快在道路交通管理方面见到效果。

　　当然，从交通管理的大趋势来讲，高清化和IP化无疑是必然的走向，但是还要考虑大规模部署IP高清摄像头的投资偏大，考虑其较长的建设周期，并且考虑由于IP高清摄像机过大的网络延时给后端直接抓拍车辆违法行为带来的困难。因此，目前的状况下，充分利用已有的模拟摄像机，继续发挥这些投资的作用仍不失为一种合理的选择。

　　系统介绍

　　智能巡逻兵(SMART PATROLMAN)视频处理系统是笔者公司自主研发的一款全新的适用于十字路口的多种交通违法检测及实时动态跟踪的取证系统。该系统对云台摄像机或高速球机采集的模拟视频图像进行实时的分析和处理，实现全区域车辆检测、多规则并行检查以及对违法车辆的跟踪取证。

　　智能巡逻兵能够同时对视频图像中的所有车辆进行检测，当发现机动车有“逆行”、“机进非”、“压实线”等交通违法行为时，系统会发出指令控制摄像机持续跟踪违法车辆，并进行光学变焦、图像放大，直至违法车辆的车牌被清晰显示。整个跟踪过程目标车辆不脱离摄像机视域，可作为机动车交通违法行为的客观证据。

　　智能巡逻兵最多可以支持对4路摄像机的智能分析和控制，大大节省了交通管理部门的人力、物力，保证了交通违法检测及取证的准确性和公正性，用科技为建立和谐畅通的道路环境提供了技术保障。

　　系统特点

　　1)仅用一台模拟的云台摄像机就可以对路口4个方向的机动车交通违法行为进行智能检测和自动跟踪

　　2)采用高性能处理器，单系统支持4路PTZ云台摄像机或高速球机的处理和控制

　　3)可持续不停歇地高强度工作，抓拍效果客观而公正

　　4)交通违法检测

　　 并行检测多种交通违法行为，包括：逆行、机进非、压实线。

　　 针对路口的4个方向，分别调整摄像机的视角以包含该方向上所有需要检测的车道。

　　 在设定视角下，由人工绘制虚拟车道线并根据交通规则定义车道属性。

　　 检测到机动车交通违法行为后自动触发目标跟踪。

　　 可平滑升级添加新的交通规则检测模块。

　　5)自动跟踪

　　 持续跟踪目标车辆，同时进行光学变焦、目标放大，直至聚焦车牌。

　　 跟踪过程中目标车辆不脱离摄像机视域。

　　 自动跟踪适用的车速范围：0~50Km/h。

　　6)巡逻策略

　　 可根据路口的交通特征灵活设置不同方向的巡逻时间表。

　　 支持人工键盘控制工作模式。

　　7)记录存储和处理

　　 记录从交通违法行为发生到车牌被清晰显示的整个过程。

　　 可选存储文件格式，缺省为MPG格式。

　　 图像分辨率为720x576，视频时长10~20秒。

　　 同时记录交通违法行为的时间、地点、违法类型等信息。

　　 支持人工编辑和信息入库。

　   系统连接图

　　工作方式

　　前端可根据预设的预置位开始轮巡检测，当有车辆进入违法检测区域，摄像头则采集视频信息给智能分析服务器，经分析后控制摄像头自动跟踪抓拍违法车辆，进行跟踪放大，自动生成违法信息，进行有效处罚和查询管理。

　　抓拍过程

　　管理系统

　　管理系统的功能包括：

　　1)实时视频监控：用户可以通过管理系统查看的实时视频，以及交通流量；

　　2)设防控制：用户可以进行违法抓拍算法的设置、布防、撤防操作，甚至可以设置在某些时间段布防，而其它时间段则不设防，开启自动巡航满足用户多样化的需求；

　　3)违法视频查询：用户可以查看某一时段的违法过程录像；

　　可以对抓拍到的视频进行设定条件的查询;对查询到的视频可以播放和删除，还可以将相应列表进行导出。

　　有如下查询条件，可设置复合条件：

　　按交通违法时间查询;

　　按交通违法地点查询;

　　按交通违法类型查询;

　　按录入人查询;

　　按车辆类型查询;

　　按车牌号查询;

　　按提交状态查询;

　　4) 系统管理

　　“登录用户”用来修改登录用户的密码，缺省用户名admin，密码admin;

　　“用户管理”用来增加新用户并设置用户的使用权限;

　　“数据备份”用来对数据库进行备份处理;

　　“参数设置”用来对视频采集卡的图像参数进行设置;

　　“系统日志”用来显示系统工作的日志。

　　系统功能

　　1)支持复杂场景下的抓拍

　　采用新一代目标识别技术，即便在繁华闹市区，违法车辆在复杂环境下也不受干扰，可准确检测出违法车辆，成功率高达90%，跟踪成功率大于90%。

　　2)全时段自动抓拍

　　在照明条件好的情况下，可以全时段抓拍。弥补人工抓拍的时间限制。

　　智能巡逻兵系统的现阶段水平

　　现阶段，智能巡逻兵系统现阶段基本可以成功地同时对4个路口同时进行车辆违法自动跟踪抓拍。根据初步的测试， 具有较好的检测抓拍效果。

　　根据不同季节，夏天每天工作可达16小时，每天最多可以自动跟踪抓拍车辆违法400起。其中有效成片200起。也就是说， 超过5个人的工作量!

　　技术或行业的未来发展

　　笔者公司将在这个产品线上继续投入。 一方面，通过实践过程会发现当前产品的不足，及时地跟进完善，另一方面，我们会考虑以此为基础积极开发嵌入式系统，使智能分析系统向前端靠近，让这项技术逐步应用到IP高清前端化抓拍，从而得到更广泛的应用。