一、概述

1.1前言

　　近年來(lái)，隨著城市機(jī)動(dòng)車數(shù)量的不斷增長(zhǎng)，在帶來(lái)諸多便利的同時(shí)，也存在著一些問(wèn)題。車輛違法行為層出不窮，交通事故頻頻發(fā)生，都給城市交通管理造成了一定的難度。在“向科技要警力、向科技要效率”的今天，充分利用高科技手段，開(kāi)發(fā)和研制出可以糾正遏制交通違法行為，有效實(shí)現(xiàn)交通管理，提高交通運(yùn)輸效率的產(chǎn)品顯的十分必要。目前國(guó)內(nèi)外雖有類似產(chǎn)品先后被研發(fā)出并面世，但都或多或少存在著不足之處。產(chǎn)品大多采取標(biāo)清攝像機(jī)加視頻采集卡的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)違法車輛的記錄，雖然價(jià)格低廉，但穩(wěn)定性欠缺，故障率較高，增加了維護(hù)成本和工作量。國(guó)外產(chǎn)品較為穩(wěn)定，但功能相對(duì)比較單一，價(jià)格十分昂貴，不適宜全面推廣，大多只應(yīng)用在一些要求非常嚴(yán)格的智能測(cè)速抓拍領(lǐng)域。
 
　　針對(duì)上述情況，公司推出了新一代窄波高清雷達(dá)測(cè)速抓拍取證系統(tǒng)HT3000-F。它相對(duì)HT3000-E測(cè)速儀有了很大的改進(jìn)，在儀器上面增加了攝像機(jī)畫面顯示器，增加網(wǎng)線插口，操作簡(jiǎn)便明了。同時(shí)  HT3000-F測(cè)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單輕便，更加靈活，系統(tǒng)應(yīng)用高精度平板矩陣窄波測(cè)速雷達(dá)檢測(cè)、高清CCD工業(yè)攝像機(jī)抓拍圖片、控制抓拍主機(jī)、同步智能防眩補(bǔ)光燈（選配）、后備電源蓄電池供電和無(wú)線傳輸下載（選配）等技術(shù)，通過(guò)雷達(dá)測(cè)速取證，拍攝圖片，可自動(dòng)抓拍違法超速的車輛，能夠適應(yīng)多種惡劣天氣及夜間工作的全天候工作模式，可對(duì)路面上的超速違法行為給予打擊。

1.2設(shè)計(jì)依據(jù)

1.《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》
2.《中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例》
3.《公路交通安全實(shí)施設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》 (JTJ074-2003)
4.《公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》（ GA/T497-2009）
5.《交通指揮系統(tǒng)工程建設(shè)通用程序和要求》（GA/T651-2006）
6.《交通管理外場(chǎng)設(shè)備基礎(chǔ)施工通用要求》（GA/T652-2006）
7.《交通指揮系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)制圖規(guī)范》（GA/T515-2004）
8.《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》(GB50348—2004)
9.《安全防范系統(tǒng)雷電浪涌防護(hù)技術(shù)要求》（GA/T670-2006）
10.《交通電視監(jiān)視系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范》（GA/T514-2004）
11.《機(jī)動(dòng)車超速自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)》（JJG527-2007）
12.《機(jī)動(dòng)車?yán)走_(dá)測(cè)速儀》（JJG528-2004）
13．《道路交通安全違法行為圖像取證技術(shù)規(guī)范》（GA/T832-2009）
14. 國(guó)家和地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

1.3設(shè)計(jì)原則

1、標(biāo)準(zhǔn)化：
測(cè)速抓拍系統(tǒng)按照部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)，在采用高清攝像技術(shù)方面又進(jìn)行了功能和性能上的擴(kuò)展。
2、可擴(kuò)展性和兼容性：
由于用戶以后的需求會(huì)不斷增加，系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)模將隨之?dāng)U大，在設(shè)計(jì)上，既要在功能上推陳出新，又要兼容舊的系統(tǒng)，以保護(hù)用戶的投資，因此我們采用模塊化設(shè)計(jì)，模塊間數(shù)據(jù)傳輸均采用標(biāo)準(zhǔn)的傳輸協(xié)議，任何一個(gè)模塊的升級(jí)短期內(nèi)都不會(huì)影響到其它模塊的正常應(yīng)用。
3、可用性：
我們的方案在充分考慮用戶實(shí)際情況，針對(duì)大多數(shù)用戶的需要，設(shè)計(jì)出可滿足各種需要的方案，并充分考慮了人為不可抗拒的其他因素造成故障的可能性；同時(shí)，也必須摒棄已經(jīng)安裝應(yīng)用的老的測(cè)速系統(tǒng)出現(xiàn)的各種影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的技術(shù)。        
4、易用性：
測(cè)速儀采用一體化設(shè)計(jì)，模塊化的設(shè)計(jì)使安裝使用非常方便。用戶只需簡(jiǎn)單的接線，并按相應(yīng)的調(diào)試程序進(jìn)行安裝調(diào)試就可達(dá)到***佳的應(yīng)用效果。所有超速抓拍、實(shí)時(shí)上傳等工作均可輕松實(shí)現(xiàn)。
5、合理性：
嚴(yán)格以系統(tǒng)工程學(xué)及其它*理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的各部分合理配置，有機(jī)融合并盡可能的發(fā)揮設(shè)備潛力和軟件功能，***大限度地提高性能價(jià)格比。
6、*性：
充分利用科技進(jìn)步成果，采用*設(shè)備和軟件，使系統(tǒng)具有完備的功能，并且易于升級(jí)換代，在保證其*性的前提下具有較長(zhǎng)的生命周期。
7、實(shí)用性：
系統(tǒng)功能充分滿足用戶的實(shí)際需求，人機(jī)界面友好，易于使用、管理、維護(hù)、擴(kuò)展。
8、可行性：
系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選材、選型符合國(guó)家和地方政府的法規(guī)政策，與用戶及上級(jí)管理部門的管理制度相適應(yīng)，與用戶在經(jīng)濟(jì)承受能力方面的實(shí)際情況相吻合。
9、可靠性：
采取選用高集成設(shè)備，采用自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)監(jiān)控和容錯(cuò)等技術(shù)來(lái)保證可靠性。

二、工作原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　測(cè)速儀的工作原理為多普勒雷達(dá)原理：當(dāng)雷達(dá)發(fā)射一固定頻率的脈沖波對(duì)空掃描時(shí)，如遇到活動(dòng)目標(biāo)，回波的頻率與發(fā)射波的頻率出現(xiàn)頻率差，稱為多普勒頻率。根據(jù)多普勒頻率的大小，可測(cè)出目標(biāo)對(duì)雷達(dá)的徑向相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。
 
　  HT3000-F測(cè)速抓拍系統(tǒng)主要由CCD圖像采集單元、顯示屏模塊、平板測(cè)速雷達(dá)、電源模塊、鋰電池等組成，并有RS485、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口，鋰電池一次充電可連續(xù)工作8小時(shí)以上，可以滿足正常的測(cè)速抓拍需求。
 
　　HT3000-F實(shí)物圖1
  　　HT3000-F實(shí)物圖2  

2.1雷達(dá)單元

　　測(cè)速儀工作原理為雷達(dá)所發(fā)射的高頻信號(hào)從處于在其作用范圍內(nèi)的移動(dòng)目標(biāo)反射時(shí)改變頻率值（多普勒效應(yīng)）。這種多普勒頻移正比于移動(dòng)目標(biāo)的速度。系統(tǒng)對(duì)車輛的圖像抓拍是指系統(tǒng)運(yùn)用各種觸發(fā)方式對(duì)機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)圖像拍攝，選擇可靠的抓拍觸發(fā)方式是系統(tǒng)具有高抓拍率的保證。
HT3000型平板雷達(dá)，具有測(cè)速精度高，能提供狹窄的輻射場(chǎng)型，保證狹窄的探測(cè)區(qū)域。被監(jiān)控的目標(biāo)車進(jìn)入狹窄的探測(cè)區(qū)域之后，雷達(dá)測(cè)速儀發(fā)送觸發(fā)信號(hào)。在90%的情況下雷達(dá)在發(fā)送觸發(fā)信號(hào)的時(shí)刻，對(duì)應(yīng)的車輛所在的位置會(huì)在±1.5m的狹窄的探測(cè)區(qū)域之內(nèi)。當(dāng)被監(jiān)控的目標(biāo)車離開(kāi)探測(cè)區(qū)域的時(shí)候，該雷達(dá)測(cè)速儀會(huì)確認(rèn)目標(biāo)車已離開(kāi)探測(cè)區(qū)域，并發(fā)送目標(biāo)車的速度和車長(zhǎng)。這種工作模式保證觸發(fā)信號(hào)和速度值屬于同一輛車，保證了測(cè)速儀的捕獲率。 HT3000型平板雷達(dá)技術(shù)參數(shù)如下：
振蕩頻率：24.15GHz
發(fā)射功率：小于10mW
無(wú)線波瓣寬度：5度（-3db）
雷達(dá)反應(yīng)時(shí)間：小于0.1秒
電源電壓：直流10.5-14.5V
功耗：DC12V時(shí)，電流小于700mA
工作溫度范圍：-40~80攝氏度
相對(duì)濕度范圍：0~90%（非凝結(jié)狀態(tài)）

2.2攝像單元

采用逐行掃描2/3"CCD機(jī)芯，具有2048×1536的圖像分辨率。當(dāng)檢測(cè)到有超速車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，攝像單元拍攝1－6張高清照片可選，并在前端本地進(jìn)行存儲(chǔ)。攝像單元集成了***新的鏡頭設(shè)計(jì)技術(shù)，可使得在同一個(gè)照片中清晰的顯示司機(jī)面容和車輛牌照。

2.3顯示單元

高清晰高亮度的顯示單元保證了在陽(yáng)光照射下仍可以看清測(cè)速儀抓拍的畫面，平均工作時(shí)間3萬(wàn)小時(shí)充分保證質(zhì)量的穩(wěn)定性。在非現(xiàn)場(chǎng)處罰使用條件下，調(diào)試完成后可按輕觸式電源開(kāi)關(guān)關(guān)閉顯示器電源，以便節(jié)省電量。

 

2.4照明單元

在環(huán)境光線較弱或者夜晚時(shí)，要使數(shù)碼相機(jī)拍攝到清晰的照片，需使用輔助光源進(jìn)行補(bǔ)光，通常輔助光源可以選擇恒定照明燈或者閃光燈。在夜間，閃光燈還可以有效抑止汽車大燈對(duì)成像質(zhì)量的影響，在強(qiáng)光照射下（例如晴天正午），系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整攝像機(jī)的成像模式，抑止強(qiáng)光影響，保證圖片曝光正常，成像清晰。

三、系統(tǒng)功能

3.1車輛捕獲功能

系統(tǒng)設(shè)備采用工業(yè)化設(shè)計(jì)，一體化結(jié)構(gòu)，使用方便，性能穩(wěn)定可靠， 設(shè)備具有隱蔽性，可在不同路段進(jìn)行固定、移動(dòng)兩種方式進(jìn)行*拍攝。300萬(wàn)高清圖片，滿足單臺(tái)設(shè)備同時(shí)抓拍1-3車道的需求。

3.2車輛圖像抓拍功能

根據(jù)用戶設(shè)定的限速值等參數(shù)（測(cè)速范圍為5km/h～250km/h），系統(tǒng)能自動(dòng)測(cè)量通過(guò)車輛的瞬時(shí)速度，可自動(dòng)區(qū)分車輛行駛方向。根據(jù)不同路段規(guī)定設(shè)置限速值，準(zhǔn)確拍攝超速車輛1-6張超速圖片，所抓拍的圖片能清晰顯示車輛的車牌號(hào)碼、車輛顏色、通行時(shí)間、地點(diǎn)、車速、限速、超速百分比以及行駛方向等。

3.3系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)相機(jī)曝光功能

系統(tǒng)能夠根據(jù)光線變化自動(dòng)調(diào)節(jié)相機(jī)曝光, 在環(huán)境無(wú)霧包括雨雪天、晚間無(wú)路燈照明等情況下，采用頻閃輔助光源進(jìn)行補(bǔ)光，保證系統(tǒng)可在多種條件下清晰的抓拍違章車輛圖像，包括車牌顏色、車輛類型及駕駛?cè)藛T的面貌特征等。
 

3.4違法車輛數(shù)據(jù)的保存

系統(tǒng)對(duì)違法車輛進(jìn)行抓拍時(shí)，每次拍攝1－6幅圖片可選，拍攝形成的圖像文件以JPEG格式本地保存，可存儲(chǔ)上萬(wàn)條數(shù)據(jù)信息。

3.5系統(tǒng)抓拍范圍

系統(tǒng)抓拍車道范圍達(dá)到3車道，測(cè)速范圍為5km/h～250km/h，抓拍捕獲率99%，并支持雙向車道超低速車輛測(cè)速。

3.6多種人機(jī)交互模塊

為便于操作使用，系統(tǒng)提供電源電壓顯示模塊，車速顯示模塊，畫面顯示模塊。模塊設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介易懂。

3.7違法數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)檢索功能

系統(tǒng)提供超速車輛統(tǒng)計(jì)功能，可統(tǒng)計(jì)出某一時(shí)間段內(nèi)的超速違法車輛數(shù)量，為交通的有效管理提供依據(jù)，提高交通通行效率。

3.8自動(dòng)維護(hù)功能

系統(tǒng)具備自動(dòng)維護(hù)功能，自動(dòng)維護(hù)周期可根據(jù)需要進(jìn)行配置，自動(dòng)維護(hù)時(shí)對(duì)設(shè)備的參數(shù)重新初始化后可恢復(fù)到之前工作狀態(tài)。

3.9軟件功能及優(yōu)勢(shì)

系統(tǒng)基于高效的車牌識(shí)別軟件具有超速自動(dòng)抓拍，車牌識(shí)別率高達(dá)百分之九十五以上。軟件實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)視頻觀測(cè)和圖片預(yù)覽功能并可實(shí)時(shí)進(jìn)行錄像、手動(dòng)抓拍壓線違停等所有其它違章行為。

3.10窄波束雷達(dá)測(cè)速更準(zhǔn)，杜絕偵測(cè)

系統(tǒng)采用高精度窄波平板雷達(dá)，測(cè)速精度符合國(guó)標(biāo)要求，窄波束保證雷達(dá)不易被“”偵測(cè)到，并可同時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)向和去向車輛。窄波束雷達(dá)之所以被稱之為窄波雷達(dá)，是因?yàn)槠渥陨砝走_(dá)發(fā)射波瓣角非常窄，也被稱之為單車道雷達(dá)測(cè)速儀，是從其運(yùn)用的角度而言，因其波瓣角比較窄，雷達(dá)有效測(cè)量范圍，只限定在一個(gè)車道，有效的避免了相鄰車道的車輛速度干擾，所以被稱之為單車道雷達(dá)，而其又被稱之為平板雷達(dá)，是用戶從外觀上給出的直觀的名稱，普通雷達(dá)的發(fā)射天線是喇叭型，而窄波束雷達(dá)測(cè)速儀的發(fā)射天線是平板型的，比起普通的寬波雷達(dá)，其*性在于其能有效的避免相鄰車道車輛的速度干擾，確保*取證的正確性、嚴(yán)肅性、性。
 

3.11鋰電供電，超低功耗

整機(jī)正常情況下平均功耗20W左右，標(biāo)配1塊鋰電可正常使用10小時(shí)以上。

3.12圖片防篡改

系統(tǒng)采用300萬(wàn)像素高清CCD攝像抓拍單元對(duì)違法車輛進(jìn)行抓拍取證，圖片上記錄車輛速度、抓拍時(shí)間、抓拍地點(diǎn)、行駛方向、防偽碼、設(shè)備編號(hào)等信息；并且圖片內(nèi)嵌水印功能，任何對(duì)圖片的篡改都可以被檢測(cè)到，***大程度的保證了圖片的有效性。
 

四、系統(tǒng)性能指標(biāo)

♦抓拍捕獲率：≥99%；
♦ 測(cè)速范圍：5—250km/h；
♦測(cè)速誤差：＜100km/h時(shí)，誤差不超過(guò)-6km/h～0km/h，
      　　　        ≥100km/h時(shí)，誤差不超過(guò)-6%～0%；
♦ 雷達(dá)精度：±1km/h；
♦ 雷達(dá)震蕩頻率：24.15GHz；
♦雷達(dá)發(fā)射功率：≤10mW；
♦ 無(wú)線波瓣寬度：5度（-3dB）；
♦ 雷達(dá)反應(yīng)時(shí)間：＜0.1秒；
♦ 攝像機(jī)：300萬(wàn)CCD逐行掃描；
♦快門速度：1/50秒～ 1/10000秒；
♦鏡頭接口：C類型；
♦ 監(jiān)控車道：1～3車道；
♦ 抓拍延時(shí)：0.2秒；
♦ 記錄模式：1－6（可選）張/車；
♦ 存儲(chǔ)圖像容量：8G；
♦ 抓拍圖片分辨率：2048*1536；
♦ 圖片壓縮方式：JPEG；
♦ 報(bào)警輸出：1路；
♦ 數(shù)據(jù)接口：閃光燈接口1個(gè)，10/1000M以太網(wǎng)口1個(gè)。
♦ 傳輸方式：wifi、網(wǎng)線；
♦ 主機(jī)功耗：＜25W；
♦ 工作電壓：DC12V；
♦平均時(shí)間：MTBF≥30000h；
♦ 平均修復(fù)時(shí)間：MTTR≤30min；
♦ 接地電阻：≤4Ω；
♦工作溫度：-30℃～+80℃；
♦相對(duì)濕度：＜95%，無(wú)冷凝；
♦ 尺寸：280*280*160（長(zhǎng)*高*寬，單位：毫米）；
♦重量：2.2kg；

五、測(cè)速抓拍系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景案例圖片

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關(guān)鍵詞：攝像機(jī) 視頻采集卡 顯示器 CCD 工業(yè)攝像機(jī)