停車場用大規(guī)模中心車牌識別系統(tǒng)建設方案匯報-2012-07-12版

深圳市川大智勝科技發(fā)展有限公司2012-07-10建設方案匯報大規(guī)模停車場中心車牌識別系統(tǒng)匯報目錄Page

2停車場中心識別的優(yōu)勢1中心識別方案的可行性2中心識別建設目標3中心識別技術方案4工期及造價5停車場中心識別的優(yōu)勢（一）常見車牌識別方案介紹模擬相機前端監(jiān)控點中心機房光端機光端機光纖(視頻信號)識別器后端識別模擬相機光端機光端機光纖(視頻信號)識別器前端識別數(shù)字相機網(wǎng)絡(抓拍數(shù)據(jù)/圖片)識別器數(shù)據(jù)庫圖片存儲接入服務器數(shù)據(jù)庫圖片存儲接入服務器局域網(wǎng)局域網(wǎng)交換機交換機數(shù)字相機網(wǎng)絡(抓拍數(shù)據(jù)/圖片)識別器交換機交換機2003年左右2005年以后中心識別2012年以后待識別圖片識別服務器(集群)圖片緩存數(shù)據(jù)庫接入服務器(集群)圖片源停車場中心識別的優(yōu)勢（二）三種常見方案的比較三種車牌識別方案系統(tǒng)結構對比后端識別前端識別中心識別傳輸數(shù)據(jù)量大小小網(wǎng)絡中斷影響大小小設備穩(wěn)定性一般一般好前端設備成本高高

低計算資源利用率低低高故障診斷難度復雜復雜簡單可擴展性一般一般好靈活性差差好三種車牌識別系統(tǒng)功能對比社會化監(jiān)控接入----支持二次識別----支持圖片質量診斷----支持對外提供服務----支持停車場中心識別的可行性(一)集群技術已經(jīng)成熟

隨著計算機技術的發(fā)展，目前集群技術已經(jīng)廣泛適用于各行各業(yè)。無論從技術方案還是軟硬件實現(xiàn)上都趨于成熟。對各種應用場景都有成熟的解決方案。以下是一個可能的地理分布集群方案：市局中心系統(tǒng)和龍崗分中心系統(tǒng)共用一個虛擬IP，通過路由器上的BGP邊界路由協(xié)議(BorderGatewayProtocol)配置，可使不同地區(qū)的停車場設備就近接入。地理分布集群有如下優(yōu)點：就近接入，提高響應速度。提供容災功能，當一個中心意外時，其它中心自動接管。方便管理。前端設備使用統(tǒng)一的接入IP。中心車牌識別的可行性(二)關鍵技術成熟高性能接入集群技術圖像診斷技術圖像預處理技術識別庫

高并發(fā)、高實時性、高可用性接入一直是個難點。通過高可用性負載均衡以及非阻塞式IO等技術的引入，單機可處理1000車道接入、集群處理能力達到10000車道以上的接入能力成為現(xiàn)實。

通過長期實踐，發(fā)展出一套行之有效的圖片質量診斷算法，能有效的檢測出常見故障，如補光不足、偏色等。

包括傾斜校正、邊緣增強、濾波去噪、圖像銳化等在內的圖像增強算法可進一步提高識別率。

傳統(tǒng)的識別算法能對常見圖片進行高速識別處理。新一代的智能識別算法能通過訓練和識別，大幅度提高環(huán)境適應能力和識別準確率，對圖片質量、傾斜等異常有著較好的適應性。中心識別建設目標（一）總體目標中心識別在道路監(jiān)控領域是一個前沿領域，無成功經(jīng)驗可借鑒，考慮到海量的數(shù)據(jù)處理需求和廣闊的應用前景，從系統(tǒng)設計上而言，應當具備足夠的可擴展性和靈活性。從系統(tǒng)建設角度講，應當采取分批建設策略。故分別制定一、二期指標。即一期建設完成后，通過簡單擴容（主要是通過增加硬件來擴大處理能力），即可達到二期目標中心識別系統(tǒng)技術指標一期指標二期指標說明峰值數(shù)據(jù)接收能力200條/秒1000條/秒深圳目前峰值60-80條/秒峰值IO速度20M/秒100M/秒每圖片按100K計算日處理能力2000萬記錄/天10,000萬記錄/天深圳目前約500萬/天車牌識別處理能力200條/秒1000條/秒最大識別延遲<2秒<2秒車牌數(shù)據(jù)轉發(fā)延遲<3秒<3秒圖片緩存時間7天7天建設一套能處理萬路(以車道計)級別的，能完成中心車牌識別任務的高性能計算集群。中心識別建設目標（二）總體架構高可用性和負載均衡結合的、高性能的中心接入和中心識別系統(tǒng)。配置E7530級別志強芯片，每機2CPU共12核(2.0GHz)，則每識別服務器每秒可處理60條車牌識別請求圖片存儲僅作為緩存用。保留7天，約需要20T存儲?？衫檬芯脂F(xiàn)有存儲。識別數(shù)據(jù)緩存1個月。約需2T。中心識別關鍵技術（一）接入-負載均衡調度原理一般的負載均衡調度算法(如輪叫等)對中心識別而言存在不足，未考慮不同車道車流量大小差異較大(有的一天1萬輛，有的幾百輛)的問題。我們采用：基于動態(tài)反饋的負載均衡調度算法中心識別關鍵技術（一）接入-負載均衡的實現(xiàn)我們采用七層(應用層)負載均衡實現(xiàn)。通過修改接入?yún)f(xié)議，增加一個認證過程。返回包里帶上均衡器計算出來的最合適的接收服務器地址。前端系統(tǒng)直接與接收服務器建立連接，后續(xù)通信不再通過負載均衡器。中心識別的數(shù)據(jù)包流量特點是輸入大（有圖片），應答小故傳統(tǒng)的四層負載均衡方案，如NAT(網(wǎng)絡地址翻譯)、IP-TUNNAL（IP隧道）、DR（直接路由）等方法都不是最佳方案。NAT方式數(shù)據(jù)包處理示例源地址10.39.1.225:3456目的地址10.61.1.1:8000改寫并發(fā)送給選定的接收服務器：源地址10.39.1.225:3456目的地址172.0.0.1:8000接收從接收服務器收到的數(shù)據(jù)包返回：源地址172.0.0.1:8000目的地址10.39.1.225:3456改寫源地址并發(fā)回給請求端源地址10.61.1.18000目的地址10.39.1.225:3456可以看出：所有數(shù)據(jù)包都要通過負載均衡，單臺流量壓力過大。其它兩種方案只是應答包不通過，一樣存在問題中心識別關鍵技術（一）接入-共享圖片緩存為避免系統(tǒng)耦合，也便于實現(xiàn)靈活的業(yè)務處理。接收集群和處理集群在邏輯上需要分離。則緩存圖片需要在各服務器間共享。中心識別涉及的圖片具有流量大，單個文件較小的特點。單臺NAS服務器性能不足，集群NAS造價高昂，不如IP-SAN穩(wěn)定。如圖片緩存在接收服務器本機硬盤上，則如果服務器出問題，該部分圖片則不可訪問。造成單點故障。IP-SAN的問題是不能存儲共享，某些時候造成資源浪費。我們采用IP-SAN+分布式文件系統(tǒng)實現(xiàn)緩存圖片共享。即滿足了性能和靈活性要求，又避免了單點故障。本機硬盤用于提供本地緩存。極大的減小文件流量。IPSAN劃分為多個區(qū)域，由多臺服務器掛載。分布式文件系統(tǒng)即保證了所有服務器可以共享存儲，又通過自動備份機制保證了當一臺服務器出現(xiàn)故障時，其它服務器繼續(xù)提供服務，保證所有存儲可用。中心識別關鍵技術（二）識別集群-總體方案中心識別關鍵技術（二）識別集群-圖片預處理傾斜校正、邊緣增強、濾波去噪、圖像銳化等多種圖像處理算法綜合應用，可提高圖像質量，提高車牌識別準確率。極端情況-傾斜校正前極端情況-傾斜校正后無法識別可以正確識別傾斜情況下的車輛捕捉與號牌識別低清晰度下的車輛捕捉與號牌識別高速情況下的捕捉與號牌識別低照度情況下的車輛捕捉與號牌識別中心識別用識別庫關鍵指標技術指標高速識別庫高精度識別庫參考指標牌照定位正確率99%99%99%白天識別率>95%>97%>90%夜間識別率>90%>94%>85%號牌顏色準確率>90%>95%>90%識別速度<100毫秒<150毫秒

<300毫秒允許傾斜角度<15度<25度<15度圖片允許像素點100-160像素80-160像素

--支持圖片格式標清/高清標清/高清--中心識別關鍵技術（二）識別集群-兩種識別庫滿足的其它指標：具備對民用、警用、軍用、武警、07式武警、2002個性化等汽車號牌計算機自動識別能力，所能識別的字符包括:①“0—9”十個阿拉伯數(shù)字；②“A—Z”二十六個英文字母；③省市區(qū)漢字簡稱(京、津、晉、冀、蒙、遼、吉、黑、滬、蘇、浙、皖、閩、贛、魯、豫、鄂、湘、粵、桂、瓊、川、貴、云、藏、陜、甘、青、寧、新、渝、使、臨、臺)；④軍用車牌漢字(“軍、空、海、北、沈、蘭、濟、南、廣、成”)；⑤號牌分類用漢字(“警、學、領、試、掛、境、港、澳、拖、農”)；⑥武警車牌字(“WJ、大號0—9、小號0-9”)。⑤號牌分類用漢字(“警、學、領、試、掛、境、港、澳、拖、農”)；⑥武警車牌字(“WJ、大號0—9、小號0-9”)。中心識別關鍵技術（二）識別集群-完善的功能中心識別主要功能功能項說明實時識別實時對接收到的圖片進行識別，總處理時間不超過1秒。二次識別可自動或者根據(jù)指令對一張或者一批圖片采用高精度識別庫識別手工識別以WebService接口對外提供單張或批量識別服務歷史識別可對選定記錄進行再次識別并上傳中心識別輔助功能任務調度可對各任務按優(yōu)先級進行管理負載均衡采用動態(tài)反饋算法將負載均勻的分布到所有服務器上性能監(jiān)控可對各識別服務器性能監(jiān)控，必要的時候手工調整負載