交通数据采集系统视频检测器技术方案[二]

三、Vantage 系统组成
　　Vantage视频车辆检测器的系统组成非常灵活，从硬件方面看，Vantage Edge2视频处理模块是其核心部件，它可以将视频图像分析处理后把获得的数据通过串口上传到中心，所有设置可以通过面板按键完成；而软件部分是固化在Edge 2内部的程序，它能够将所有的交通数据分析出来，二者的紧密结合使得系统变得非常简单！
　　1、必选部件
　　① Vantage Edge 2视频处理模块（双路视频输入）
　　② Vantage Express数据采集专用软件（固化在Edge 2中）
　　③ Vantage Remote Access System（VRAS）远程管理软件
　　④ 19英寸机架（或根据要求定做）
　　2、选配部件
　　① Vantage Power电源模块
　　② Vantage Access通讯模块（能将4路Edge 2的数据一起上传到中心）
　　③ Vantage Camera专用摄像机
　　四、Vantage 系统检测精度指标
由Vantage Edge 2与Vantage Express组成的视频采集固件，能够完成所有的视频采集工作，再配合其它部件如Vantage摄像机、Power电源模块、Access通讯模块以及机架，便组成了一整套完美的视频交通数据采集系统！
　　1、数据采集检测精度
　　① 交通流量：良好天气≥96％，不良气候（大雨、大雪、大雾）≥95％
　　② 平均车速：良好天气≥95％，不良气候（大雨、大雪、大雾）≥90％
　　③ 平均车头时距：良好天气≥95％，不良气候（大雨、大雪、大雾）≥90％
　　④ 平均时间间距：良好天气≥95％，不良气候（大雨、大雪、大雾）≥90％
　　⑤ 车道占用率：良好天气≥95％，不良气候（大雨、大雪、大雾）≥90％
　　⑥ 检测车辆行驶速度范围：0～180Km/h
　　2、报警事件检测精度
　　① 停车报警：≥98％  检测时间可根据需要调整，如10秒
　　② 逆行报警：≥95％ 
　　③ 拥堵报警：≥99％  可以根据需要设置拥堵的上下限，从而决定检测时间
　　五、Vantage 系统组成部件技术参数
　　㈠ Vantage Edge2 视频处理模块
　　1、主要功能及特点
　　① 单路或双路两种视频输入；
　　② 每路摄像机图像能够设置24个检测区域；
　　③ 每个Edge2具有4个继电器控制输出，通过增加扩展模     
块，可以设置多达24个控制输出；
　　④ 检测区域之间可以设置成“And”或“OR”的逻辑功能， 
来提供同时具有多种数据属性的逻辑输出；
　　单路Edge2        双路Edge2
　　⑤ 每一个检测区域当有车辆存在时，可以持续输出一个存 
在信号；
　　⑥ 可以对系统进行远程设置及状态监控；
　　⑦ 采用FLASH闪存存储，使处理器具有编程能力，并能够实现多种应用；
　　⑧ 通过串口进行软件升级，不需要修改硬件，同时增加了编程及数据储存的FLASH存储空间；
　　⑨ 易于操作的主菜单接口界面，使系统设置或维护不需要电脑即可完成；
　　2、接口
　　① 输入：BNC视频输入，RS170（NTSC），CCIR（PAL）
　　② 输出：BNC视频输出，RS170（NTSC），CCIR（PAL）
　　③ 75 Ohm或Hi－Z视频输入端口
　　④ PS2型鼠标接口
　　⑤ DB9针RS232接口
　　⑥ RJ45与扩展模块连接接口
　　3、工作环境
　　① 环境温度：-37℃～+74℃
　　② 环境湿度：0％～95％，无冷凝
　　③ 电源：12VDC或24VDC（490/280mA）
　　㈡ Vantage Express 视频图像分析软件
　　Vantage Express 软件是专门为迎合交通数据采集工作而设计的。此软件与 Vantage Edge2 硬件相结合，便能够为您提供一种安装灵活、易于设置和标定的应用方案，并为您提供精确的数据！
　　1、数据采集与管理
　　① 每车道的交通流量，每路图像可被检测8个指定区域的交通流量（8车道）
　　② 每车道的平均车辆行驶速度（0～180Km/H），也可查看车辆的瞬时行驶速度
　　③ 每车道的平均车头时距
　　④ 每车道的平均车辆时间间距
　　⑤ 每车道的按车长划分的车型分类（用户自定义长度）
　　⑥ 车道占用率
　　⑦ 逆行、停车等非正常交通事件检测报警
　　⑧ 烟雾、薄雾及雨雪等低能见度报警
　　⑨ 用户自定义数据采集间隔（20秒～1小时）
　　2、事件报警逻辑功能
　　报警类型有：车速上限、车速下限、平均速度上限、平均速度下限以及车道占用率上限和车道占用率下限（“AND”“OR”逻辑操作）
　　车道占用率上限“AND OR”平均车速上限
　　车道占用率上限“AND OR”平均车速下限
　　车道占用率下限“AND OR”平均车速上限
　　车道占用率下限“AND OR”平均车速下限
　　3、利用 Vantage VRAS 软件远程获取数据。
　　4、数据存储时间超过14天（以20秒为一个数据采集间隔）；数据存储时间大于2604天（以1小时为一个数据采集间隔）。
　　㈢ 对摄像机的要求
　　用于视频检测的摄像机必须是固定式的，云台摄像机通常不适合用于这种检测。不论是用于交通事件检测还是交通数据采集，对摄像机都要有一个最低的要求：
　　① CCIR/EIA 1Vpp (+/-20%)
　　② 1/3 CCD黑白摄像机
　　③ 最低380TV线或更高（建议470线）
　　④ 固定光圈或慢速调节光圈
　　⑤ 没有自动增益功能
　　⑥ 镜头带有红外滤光片
　　⑦ 镜头具有炫光抑制
　　⑧ 良好的对比度
　　彩色摄像机也可以使用，但要注意，彩色摄像机的灵敏度通常要比黑白摄像机低4倍左右，这样最大的影响是在晚上，在这种低对比度条件下检测的性能会很差。
　　六、Vantage 数据采集系统安装结构
　　摄像机的安装
　　最佳的摄像机安装位置取决于应用的类型（数据采集、事件报警或存在检测），并且会受到环境条件的制约。
一般来讲，摄像机应尽可能的安装高一些，并尽可能固定在检测区域的中间位置。如果不能满足这种要求，要尽可能的避免遮挡问题。另外，尽可能将摄像机固定在稳固的立柱上，特别是长期应用。
摄像机视域取决于它的安装高度和镜头，一般摄像机视距为其安装高度的10倍，建议安装高度不小于10米，如果用于隧道内，其检测区域通常限制在350米之内，是其安装高度的15倍。
　　美国ITERIS公司中国区代表
　　北京漫波交通科技有限公司
　　地址：北京市朝阳区广渠路33号石韵浩庭5号楼1-1101室
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　　联系：尹东升
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　　网址：www.mobo-traffic.com　　美国ITERIS公司是一家致力于提高道路交通的安全性及运输效率的，专业开发先进的信息技术、软件及传感器设备的，处于行业技术领先地位的产品制造商。ITERIS公司完美的将信息技术、系统集成及传感器应用融于远程信息处理及交通运输管理的解决方案之中！
　　ITERIS公司早在1990年便涉足于ITS行业，凭借其雄厚的技术实力得到了长足的发展，其卓越的工程业绩赢得了美国业内人士的认可，并取得了美国联邦公路管理局（FHWA）关于发展国家智能交通系统计划的合作奖励！
ITERIS公司总部位于美国加利福尼亚的阿纳海姆，公司充分发挥其才智，服务于智能交通行业，为解决富有挑战性的交通问题而不懈的努力。通过利用先进的工程技术，最佳的行业实践经验及富有创新的想象力，ITERIS公司开发出一系列用于解决当前智能交通问题的、开放性的解决方案，其中Vantage系列产品便是其中之一，它不但考虑到当前的适用性，还考虑到未来发展的需要！
　　一、Vantage 系统特点
　　Vantage视频交通数据采集系统，是专门为解决富有挑战性的交通数据采集工作设计的。Vantage采用了国际上最先进的数字视频技术，它除了能够完美的融入于道路交通数据采集系统，还能够无缝的整合到感应式十字路口信号灯控制系统、电子警察抓拍系统，其双重功用被广泛的应用于城市道路事故监控及交通诱导、高速公路交通数据采集，以及公路隧道、桥梁的意外事故监控系统中。目前，Vantage视频车辆检测器在全球已有30000个系统的运用业绩，已成为了全球在用业绩最多、最受用户欢迎的车辆检测产品之一。
　　1、多种交通数据采集功能：
　　① 每车道的交通流量
　　② 每车道的平均车辆行驶速度
　　③ 每车道的平均车头时距
　　④ 每车道的平均车辆时间间距
　　⑤ 每车道的按不同车辆类型统计的车流量（按车长划分）
　　⑥ 车道占用率
　　⑦ 逆行、停车等非正常交通事件检测报警
　　⑧ 烟雾、薄雾及雨雪等低能见度报警
　　⑨ 用户自定义数据采集间隔（20秒～1小时）
　　2、数字信号处理技术（DSP）
　　Vantage视频采集系统采用了数字信号处理技术，这使其能够面临各种天气情况及光照条件的挑战，不论是白天还是黑夜、下雨还是晴天，它都能提供精确、可靠的交通数据。
　　3、动态区域设置技术（DZR）
　　DZR技术允许在任何时刻新建一个检测区域，或对一个检测区域进行修改，与此同时并不影响其它检测区域的正常工作。随后，一旦新的检测区域设置被保存，它便立即开始背景学习，进行检测！最有工程意义的是Vantage的操作非常简单，基本的培训工作不超过一小时便可完成。
　　4、VRAS—Vantage 远程管理系统
　　Vantage还具有VRAS远程管理系统，它是一个功能强大的软件工具，利用RS232通讯端口对Edge2进行远程管理控制，用于监测现场交通流，提供用户支持及系统诊断等功能，尤其是需要重新设置虚拟线圈时，您只需在监控中心便可完成，无需到现场操作，维护起来非常方便。VRAS为Vantage系统提供以下主要功能：
　　· 远程浏览现场图像，单帧或连续帧两种模式
　　· 浏览多个Vantage摄像机的图像
　　· 为每台摄像机重新设置检测区域
　　· 远程执行系统诊断
　　·远程获得交通统计数据
　　5、易于安装
　　Vantage视频处理器可以安装在现场路旁，也可以安装在监控中心或分中心，摄像机固定在路旁的灯杆或专用的立柱上，用视频同轴电缆连接Vantage处理器和摄像机，甚至您可以使用Vantage无线传输的摄像机，增加系统安装的方便性。视频检测的实现只需在照明灯杆或专用立柱上安装必要的摄像机，而无需切割破坏路面，乃至铺设很长的线圈馈线电缆，最大程度的缩短了封闭道路的时间。
　　6、便于操作
　　Vantage Edge2视频检测模块本身具有全部的设置功能，完全可以不用笔记本电脑进行现场设置。每路视频图像上都可以显示一个设置菜单，利用鼠标和视频菜单便可在摄像机视频图像上画出检测区域并进行所有的参数设置，非常方便。
　　二、Vantage 系统先进的视频检测算法
　　① 夜间检测难题的解决：在夜间检测时，Vantage系统会运行强制车灯检测算法（EHDA），当系统确定天色已黑时，它会自动运行EHDA算法，此算法将自动跟踪识别车辆前灯，从而减小夜间光线对检测精度的影响。
　　② 路面积水反光影响的解决：Vantage系统算法具有背景自适应、连续自动更新的功能，它能够识别路上的任何背景干扰因素，如积水反射光、抛洒物、树木和护栏的阴影等，如果有此类干扰背景存在于检测区域内，系统经过背景学习，会自动将它们定义为背景物质，从而实现可靠的检测。
　　③ 车辆阴影影响的解决：Vantage系统具有专门的阴影处理算法（SDA），它能够有效的识别车辆及其阴影，将其定义为同一移动车辆，而不进行重复检测，从而消除阴影对检测精度的影响。
　　④ 恶劣天气变化影响的解决：Vantage系统有双重保障来解决此问题，一方面，当天气非常恶劣，图像对比度非常低时，系统会自动切换到故障安全模式，发出警报，视为到处都是车辆，注意安全行驶！另一方面，采用三阶段图像分析算法，如果系统确定检测区域的检测有效性较好时，系统便运行正常的检测模式（S1）；一旦由于恶劣天气的影响，如雨、雪、雾等，系统确定检测区域的检测有效性降低，系统会自动切换到S2模式，增加检测区域的灵敏度，实现精确的检测；当天气更为恶劣，检测区域的检测能力完全丧失时，系统便会自动切换到故障安全模式（S3），当天气转好，图像质量变好时，系统又会自动切换到正常检测模式。此三阶段图像分析算法有效地减小了恶劣天气对检测精度的影响。
　　⑤ 摄像机晃动影响的解决：在大风天气条件下，摄像机会产生很大的晃动，一般会影响图像处理，但Vantage系统采用了特殊的图像晃动补偿处理算法，避免了由于图像晃动造成的检测误差。
　　三、Vantage 系统组成
　　Vantage视频车辆检测器的系统组成非常灵活，从硬件方面看，Vantage Edge2视频处理模块是其核心部件，它可以将视频图像分析处理后把获得的数据通过串口上传到中心，所有设置可以通过面板按键完成；而软件部分是固化在Edge 2内部的程序，它能够将所有的交通数据分析出来，二者的紧密结合使得系统变得非常简单！
　　1、必选部件
　　① Vantage Edge 2视频处理模块（双路视频输入）
　　② Vantage Express数据采集专用软件（固化在Edge 2中）
　　③ Vantage Remote Access System（VRAS）远程管理软件
　　④ 19英寸机架（或根据要求定做）
　　2、选配部件
　　① Vantage Power电源模块
　　② Vantage Access通讯模块（能将4路Edge 2的数据一起上传到中心）
　　③ Vantage Camera专用摄像机
　　四、Vantage 系统检测精度指标
由Vantage Edge 2与Vantage Express组成的视频采集固件，能够完成所有的视频采集工作，再配合其它部件如Vantage摄像机、Power电源模块、Access通讯模块以及机架，便组成了一整套完美的视频交通数据采集系统！
　　1、数据采集检测精度
　　① 交通流量：良好天气≥96％，不良气候（大雨、大雪、大雾）≥95％
　　② 平均车速：良好天气≥95％，不良气候（大雨、大雪、大雾）≥90％
　　③ 平均车头时距：良好天气≥95％，不良气候（大雨、大雪、大雾）≥90％
　　④ 平均时间间距：良好天气≥95％，不良气候（大雨、大雪、大雾）≥90％
　　⑤ 车道占用率：良好天气≥95％，不良气候（大雨、大雪、大雾）≥90％
　　⑥ 检测车辆行驶速度范围：0～180Km/h
　　2、报警事件检测精度
　　① 停车报警：≥98％  检测时间可根据需要调整，如10秒
　　② 逆行报警：≥95％ 
　　③ 拥堵报警：≥99％  可以根据需要设置拥堵的上下限，从而决定检测时间
　　五、Vantage 系统组成部件技术参数
　　㈠ Vantage Edge2 视频处理模块
　　1、主要功能及特点
　　① 单路或双路两种视频输入；
　　② 每路摄像机图像能够设置24个检测区域；
　　③ 每个Edge2具有4个继电器控制输出，通过增加扩展模     
块，可以设置多达24个控制输出；
　　④ 检测区域之间可以设置成“And”或“OR”的逻辑功能， 
来提供同时具有多种数据属性的逻辑输出；
　　单路Edge2        双路Edge2
　　⑤ 每一个检测区域当有车辆存在时，可以持续输出一个存 
在信号；
　　⑥ 可以对系统进行远程设置及状态监控；
　　⑦ 采用FLASH闪存存储，使处理器具有编程能力，并能够实现多种应用；
　　⑧ 通过串口进行软件升级，不需要修改硬件，同时增加了编程及数据储存的FLASH存储空间；
　　⑨ 易于操作的主菜单接口界面，使系统设置或维护不需要电脑即可完成；
　　2、接口
　　① 输入：BNC视频输入，RS170（NTSC），CCIR（PAL）
　　② 输出：BNC视频输出，RS170（NTSC），CCIR（PAL）
　　③ 75 Ohm或Hi－Z视频输入端口
　　④ PS2型鼠标接口
　　⑤ DB9针RS232接口
　　⑥ RJ45与扩展模块连接接口
　　3、工作环境
　　① 环境温度：-37℃～+74℃
　　② 环境湿度：0％～95％，无冷凝
　　③ 电源：12VDC或24VDC（490/280mA）
　　㈡ Vantage Express 视频图像分析软件
　　Vantage Express 软件是专门为迎合交通数据采集工作而设计的。此软件与 Vantage Edge2 硬件相结合，便能够为您提供一种安装灵活、易于设置和标定的应用方案，并为您提供精确的数据！
　　1、数据采集与管理
　　① 每车道的交通流量，每路图像可被检测8个指定区域的交通流量（8车道）
　　② 每车道的平均车辆行驶速度（0～180Km/H），也可查看车辆的瞬时行驶速度
　　③ 每车道的平均车头时距
　　④ 每车道的平均车辆时间间距
　　⑤ 每车道的按车长划分的车型分类（用户自定义长度）
　　⑥ 车道占用率
　　⑦ 逆行、停车等非正常交通事件检测报警
　　⑧ 烟雾、薄雾及雨雪等低能见度报警
　　⑨ 用户自定义数据采集间隔（20秒～1小时）
　　2、事件报警逻辑功能
　　报警类型有：车速上限、车速下限、平均速度上限、平均速度下限以及车道占用率上限和车道占用率下限（“AND”“OR”逻辑操作）
　　车道占用率上限“AND OR”平均车速上限
　　车道占用率上限“AND OR”平均车速下限
　　车道占用率下限“AND OR”平均车速上限
　　车道占用率下限“AND OR”平均车速下限
　　3、利用 Vantage VRAS 软件远程获取数据。
　　4、数据存储时间超过14天（以20秒为一个数据采集间隔）；数据存储时间大于2604天（以1小时为一个数据采集间隔）。
　　㈢ 对摄像机的要求
　　用于视频检测的摄像机必须是固定式的，云台摄像机通常不适合用于这种检测。不论是用于交通事件检测还是交通数据采集，对摄像机都要有一个最低的要求：
　　① CCIR/EIA 1Vpp (+/-20%)
　　② 1/3 CCD黑白摄像机
　　③ 最低380TV线或更高（建议470线）
　　④ 固定光圈或慢速调节光圈
　　⑤ 没有自动增益功能
　　⑥ 镜头带有红外滤光片
　　⑦ 镜头具有炫光抑制
　　⑧ 良好的对比度
　　彩色摄像机也可以使用，但要注意，彩色摄像机的灵敏度通常要比黑白摄像机低4倍左右，这样最大的影响是在晚上，在这种低对比度条件下检测的性能会很差。
　　六、Vantage 数据采集系统安装结构
　　摄像机的安装
　　最佳的摄像机安装位置取决于应用的类型（数据采集、事件报警或存在检测），并且会受到环境条件的制约。
一般来讲，摄像机应尽可能的安装高一些，并尽可能固定在检测区域的中间位置。如果不能满足这种要求，要尽可能的避免遮挡问题。另外，尽可能将摄像机固定在稳固的立柱上，特别是长期应用。
摄像机视域取决于它的安装高度和镜头，一般摄像机视距为其安装高度的10倍，建议安装高度不小于10米，如果用于隧道内，其检测区域通常限制在350米之内，是其安装高度的15倍。