视频车辆检测器

内涵

　　1.交通流参数检测功能

　　交通流检测功能是车辆检测器的基本功能，所检测的主要参量包括：交通流量、速度、占有率、车头时距、车头间距、车长度分类，对于视频检测技术而言，还可以检测排队长度。

　　2.交通事件检测功能

　　交通事件检测是视频车辆检测器所具有的独特功能，这些事件包括事故检测、逆行检测、非法变线、违章停车、闯红灯等。

　　这些检测功能有些是相容的，有些是相悖的。所谓相容与相悖是指两项或两项以上的指标不能从同一个图像源获得，即使能够同时获得，也由于检测参数的精度下降而失去使用价值。但又不能因此来衡量视频车辆检测器是否符合标准。

　　正因为这个矛盾，所以在视频车辆检测器的标准中应该对视频检测器的内涵与外延进行明确的规定。

原理

　　视频车辆检测器主要由外场摄像机 、数据传输设备和视频处理器组成。外场摄像机将高速公路某一个方向断面的交通图像拍摄下来 ,然后经数据传输设备传给视频处理器。视频处理器的图像处理硬件把图像显示在计算机显示器上,然后通过互动控制软件,用鼠标在交通图像上设置虚拟线圈和粗线条 ,作为速度检测器和计数检测器,如图所示。

　　虚拟线圈和粗线条的尺寸、数量可根据交通图像的情况随时调整。当车辆通过虚拟线圈和粗线条时,就会产生检测信号,经过视频处理软件的分析和处理,即可得到车速 、交通量等参数。

要求

　　1) 符合用户需求

　　作为一种检测设备，其功能、技术指标和检测精度应该能够满足用户的工程需要，防止指标过高或者偏低。指标过高将增加产品的制造成本、造成资源浪费;指标片地将导致数据偏差太大、系统出现偏差甚至无法正常使用。

　　因此应该根据不同的使用方向确定不同的指标体系或者标准体系，比如用于交通信息服务、交通流统计和分析的视频车辆检测器的指标要求与用于交通信号控制的视频车辆检测器的指标要求会有不同，应该在标准中给予明确的界定。

　　2) 检测方法科学合理，具有可操作性

　　某些工程应用要求视频车辆检测器必须具有某项功能，原则上应该对所涉及的功能进行客观的评价，这就要求对描述该功能的指标进行检测与评估。对于某些指标来说，能够进行定量的检测，比如交通流量、车辆违章事件捕获率等等;但是对于某些指标而言，想要做到客观的评价是比较困难的，比如车辆行驶的点速度。应该根据不同的使用方向制订不同的测试方法。对于可以定量检测的指标要在标准中明确规定检测方法;对于不能定量检测的指标可以进行定性的描述、或者提出参考的比对方案。

　　对于视频检测而言，的问题是图像源。对一种图像源能够达到指标检测要求的视频检测器，对于另一种图像源可能出现严重的指标下降，比较明显的例子是白天与夜间、有阴影与无阴影的情况。因此图像源应该是一系列典型图像的集合，对于某项指标的测试应该在典型图像集合的所有对象上进行，经过检测的产品能否适应工程实践就取决于图像源集合的科学性、典型性和代表性。对于典型图像源集合，应该规定其的输出信噪比、解析度、动态范围等关键参数。

　　3) 与国内大多数厂家的技术水平相适应

　　所制定的标准应该与国内大多数厂家的技术水平相适应。应该在标准中体现适当的技术门槛，使其既能够促进技术进步，又能够适应国内技术发展水平、吸引厂家投入到这个领域以建立市场竞争机制，有利于产业的进步与发展。

　　4) 体现视频车辆检测技术的特征

　　视频车辆检测器是一种大区域、多功能的检测器，它具有与其它车辆检测器完全不同的特性和检测能力，在标准中应该体现它所独有的检测功能，比如排队长度、越线行驶等。

功能

　　视频车辆检测器的功能可以分成两大类，一类是交通流参数检测功能，另一类是交通事件检测功能。

　　1.交通流参数检测功能

　　交通流参数检测是视频车辆检测器的一个基本功能，其本质是检测车辆在某一特定检测区域内的存在，并由此测量交通流的其他参数，这些参数可以是瞬时值，也可以根据瞬时值计算统计值。交通流参数包括：

　　1) 流量

　　2) 速度

　　3) 占有率

　　4) 车长度分类

　　5) 车头时距与车头间距

　　6) 排队长度

　　2.交通事件检测功能

　　视频车辆检测器除了可以实现其它技术所提供的事件检测类型以外，可以检测其它技术手段无法实现的事件类型，视频车辆检测器的事件检测功能可以包括：

　　1) 事故检测

　　2) 逆行检测

　　3) 非法变线

　　4) 违章停车

　　5) 闯红灯

性能指标

　　1.时间特性

　　时间特性是指检测器的响应时间，它的确切涵义是指从车辆到达检测器所设定的检测区域那一时刻开始，到检测器确认车辆存在那一时刻为止的一段时间间隔。反映了车辆检测器的时间延迟。

　　对于交通流统计而言，这个参量并不重要;但对用于交通执法的交通事件检测而言，它具有一定的参考价值。比如对于电子警察抓拍，由于车辆的基本特征是运动，不同的时间延迟可以通过调整检测点与拍摄区域的空间位置使得被检测到的车辆能够被抓拍系统捕获，从这个意义而言，时间特性更多地体现了车辆检测器所服务的应用系统的系统特性。

　　2.电气特性

　　电气特性主要涉及的是检测设备的数据接口。一般情况下设备可能具有两种类型的数据接口，一种是I/O 量，另一种是遵从某种协议的数据包。

　　对于 I/O 量接口，其电气连接可以采用集电极或漏极开路的方式，以便与不同供电系统的设备连接;对于数据包，其电气特性应该服从所采用的协议要求。

　　3.电气安全

　　电气安全应该符合 GB4943《信息技术设备(包含电气事务设备)的安全》的要求。

　　3.环境特性

　　环境特性包含电磁环境和气候环境，主要有以下三个方面：

　　1) 电磁兼容

　　2) 电气安全

　　3) 温度与湿度

　　具体的等级确定可以参照 GA47——2002《道路交通信号机》的要求。

优缺点

　　视频车辆检测器在外场只需安装摄像机和数据传输设备。一般在路中央隔离带内设置T形支架,横梁两边各安装一台摄像机分别拍摄两个方向断面图像。数据传输设备和供电设备安装在立柱上的机箱 内。视频处理器设置在监控中心内,检测到的交通流信息传输到交通管理计算机。

　　在实际使用中有如下优点

　　1、系统设置灵活 ,安装简单,使用方便 ,不破坏路面。维修时不需封闭车道。

　　2、测速精度和交通量计数精度基本上能保持较高水平。目前,国内常用的视频车辆检测器的测速精度都在95%以上,交通量计数精度一般在98%左右。经多次现场检测发现,在使用带强光抑制的高灵敏度摄像机后,晚上在没有道路照明的情况下,可以达到和白天同样的检测精度。只是在黎明和黄昏,背景环境亮度变化明显、行驶车辆的车灯开关状态不一致的情况下,检测精度较差。

　　3、可将图像连接到监控中心的监视器上 ,能很直观的实时显示出车速、交通量等交通流信息 ,为交通监控提供大量的监测信息。

　　存在的缺陷

　　视频车辆检测器技术近年来发展很快 ,但在安装使用和检测过程中,还发现存在如下缺陷：

　　1、检测精度的稳定性不好。长期使用后 ,安装支架的晃动会使摄像机位置偏移 ,摄像机镜头表面的积尘会使图像质量变差,这些都会导致检测精度降低,需要重新进行软件调试。

　　2、在雨 、雪 、雾等恶劣气候 条件下检测精度降低 ,但这种气候条件不常见。

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