《公路汽车号牌视频自动识别补光装置》征求意见

　　(jìn)日，由交通运输部路网监测与应急处置中心等单位负责的行业标准《公路汽车号牌视频自动识别补光装置》(计划号：JT 2022-49，计划名称：公路车牌识别配套补光装置)已完成征求意见稿。按照有关规定，现进行征求意见，并请研究提出修改意见的单位于2023年9月30日前反馈至起草组。

　　一、现有公路交通用补光设备类型

　　自2020年取消高速公路省界收费站后，通过在高速公路主线设置ETC 门架系统，搭载ETC天线和高清车牌识别系统，以实现对通行高速公路的车辆按照其行驶路径收费。其中高清车牌识别系统设置了补光灯，为车牌识别摄像机的图像采集补充光源，用于保障夜间图像抓拍的清晰度和车牌识别的准确率等。同时公路收费车道也使用补光装置满足低照度条件下对车牌识别的要求。目前行业内普遍使用的是可见光补光，有的地区试点使用红外光 微弱可见光的补光方式，考虑到标准对于技术的全面吸纳，因此，按照光源类型分为可见光型和红外型，结合两类光源的不同发光方式，分为LED 光源、气体放电光源、其他光源。
摘自: m.gdzrlj.com

　　目前市场上补光装置主要发光方式可分为以下三类：一是常亮，主要指夜晚配合监控摄像机补光，通电后一直保持亮度恒定，和普通照明的灯的功能类似;二是频闪，即光源根据时间按照一定频率变化，通常为1ms-2ms;三是脉冲，即光源按需求在特定时刻点亮，发出强光。在交通行业，频闪灯与视频摄像机同步，可以实现与视频流中的每帧曝光都能同步，但因为亮度不高，所以补光效果不是很好，一般用于视频检测或车牌补光;而脉冲灯只能做到单帧同步曝光，但是补光效果较好的，所以一般用与抓拍单张图片上，可有效帮助采集驾驶人面部信息。考虑到脉冲对驾驶人产生的视觉及心理影响，该标准规定可见光型补光装置，其发光方式应采用频闪或持续点亮方式，不能采用脉冲方式。而对于红外型补光装置，由于其光谱大多处于红外频段，在可见光频段的光强较弱，该标准规定其发光方式应采用频闪、脉冲或持续点亮方式。同时要求补光装置在补光区域内的光照度应均匀、无暗区。

　　二、技术要求

　　(1)补光装置的外观要求(5.1)

　　结合实际使用情况，补光装置一般安装在高速公路ETC门架上或收费岛上，应该设置可调节照射角度的机构,便于安装施工，补光装置的活动零件应灵活、无卡滞现象，各紧固部位应稳定、牢固。按照机电产品出厂检查要求，补光装置的机壳及连接件表面应光滑、平整、美观，无明显变形及破损等缺陷;表面涂层应色泽均匀，无开裂、毛刺、划痕等缺陷。

　　(2)补光装置的功能要求(5.2)

　　我国高速公路行业目前普遍使用的车牌识别摄像机，无法在极低照度环境下清晰抓拍车牌，需要配合补光装置使用。而补光装置只有在摄像机快门打开的时间段才是有效补光，其余的时间对摄像机而言都是无效补光。对于频闪方式和脉冲方式补光装置，为了降低能耗、延长使用寿命，补光装置应该在快门打开时处在点亮状态，故而需要保证补光装置与车牌识别设备同步，即摄像机拍摄时才亮灯补光，一般摄像机是以每秒8-25帧拍摄录像图片的，补光装置会在接到摄像机信号时，与其快门同步亮灯，保证在摄像瞬间有足够的补光，得到清晰的图片。

　　在保证同步性的同时，也要控制补光装置的点亮时间，考虑到摄像机快门一般设置在(1/725)S—(1/500)S之间，为保证快门打开时间段补光装置处在点亮状态，最大限度延长灯具使用寿命，其点亮时间不应大于2ms。

　　(3)补光装置工效性能指标要求(5.3)

　　①照度(5.3.1)

　　即光照强度，是一种物理术语，指单位面积上所接受可见光的光通量，单位勒克斯(lx)。用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。标准在编制时，针对照度指标专门开展了测试及研究，结果表明：按照补光灯在门架上的实际安装情况，在与安装位置垂直投影点水平距离22m，离地高度0.5m处，即车牌所在的高度，对于可见光型补光装置，车道中心线上平均光照度为 40lx时，满足摄像机抓拍车牌时所需的光能量要求，可以保证车牌识别准确率。对于红外光型补光装置，由于其光谱多处在不可见光范围内，不会对人眼产生眩目效果，故只需规定其辐照度指标不大于 5000μW/cm2，确保使用安全即可。

　　②亮度(5.3.2)

　　指发光体光强与光源面积之比，定义为该光源单位的亮度，即单位投影面积上的发光强度。亮度的单位是坎德拉/平方米(cd/m2)。标准在编制时，针对补光装置的眩目水平进行了试验，并专门制定了评价指标，试验通过评价补光灯造成的视力下降、视野中的光斑大小和视力恢复时长等量化指标，综合测量和评估对驾驶人视力的影响水平，得出眩目指数，同时通过将驾驶人在不同车辆型号中的测试得到的车型眩目指数进行结合，得到综合眩目指数，以实现更具有泛化能力的评价结果，对补光装置的眩目水平进行标定。设置亮度指标要求，主要是利用亮度与眩目指数的相关性，规范补光装置对于驾驶人眼部的刺激。由于目前在户外尤其是无路灯条件下的高速公路场景下，国际上常用的眩光评价指标(阈值增量、眩光指数)均不适用，但无论眩光指数还是阈值增量均与人眼看到的灯具的亮度数据有关，因此通过直接限制人眼看到的亮度指标进行限制，可以有效的保障驾驶安全性。

　　③补光区域(5.3.3)

　　即补光装置在补光时的照射区域。考虑到实际应用中的补光需求，同时为避免眩光影响，要求补光装置在主要补光区域光照应当尽量集中，保证在主要补光区域投射的光量充足，在辅助补光区域光量适度，在其他区域尽量减少光量。主要补光区域与摄像机抓拍区域重叠，横向覆盖单条车道，以车道中心线为对称轴，宽度3.5m;纵向以距离补光装置安装位置垂直投影点22m为中心、距离18m~28m内。为保证主要补光区域光照充足且集中、照度满足相机视频检测车辆(判断车辆进入，并跟踪到抓拍区域触发抓拍)需要，补光区域横向边缘平均光照度不低于补光区域中心点光照度(辐照度)的50%，水平距离28m~35m 区域平均光照度不低于1lx，水平距离40m 以上区域平均光照度不高于0.7lx。考虑到技术进步，出现在满足车牌识别准确率的基础上，照度更小的补光装置，对补光区域换算成角度指标做了要求，要求补光装置横向半强角控制在9°，纵深半强角控制在7.5°，30%光强角控制在9.5°，10%光强角控制在13°，以上角度误差均控制在 15%以内。

　　④色度(5.3.4)

　　色度性能包括显色指数和色温。显色指数是表示光源显色性高低的数值。为光源下物体颜色与参照光源下物体颜色相符程度的度量，能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值接(jìn)100，显色性最好。

　　色温是照明光学中用于定义光源颜色的一个物理量，光源色温不同，带来的感觉也不相同。色温越低，色调越暖(偏红);色温越高，色调越冷(偏蓝)，据部公路科学研究院研究表明，色温在3000k 时，属于暖白光，观察者主观上最为舒适，故本标准要求可见光型补光装置额定相关色温为3000K，具体指标要求为(3045±175)K。

　　(4)补光装置的电气安全性能(5.4.1)(略)

　　(5)补光装置的电磁抗扰度性能(5.4.2)(略)

　　(6)光辐射安全性能(5.4.3)(略)

　　(7)环境适应性(5.5)(略)

　　三、主要试验

　　编写组面向行业头部企业，提出了“研发适配现有摄像机的新型补光灯”的需求，推动研发在使用现有摄像机、满足车牌识别颜色和准确率要求的前提下，能够大幅降低灯光色温和可见光发光强度的补光灯，以解决补光灯眩目问题。2021年—2022年完成产品开发、样机制作、实验室测试工作，2023年完成2轮场地测试。

第一轮测试

第二轮测试

第三轮测试

第三轮测试数据

　　经测试，单台设备夜间车辆捕获率均高于99.77%，平均为99.85%，超过原有补光灯99.82%的比例;车牌识别准确率均高于99.07%，平均为99.34%，远超原有补光灯98.49%的比例。也满足正在修订的《汽车号牌视频自动识别系统》(原标准号JT/T604—2011)中“号牌识别正确率不小于98%”和《高速公路ETC门架系统技术要求》中“车牌图像识别准确率≥95%”的要求。

　　附：20_WD_200829_公路汽车号牌视频自动识别补光装置.pdf

来源：智慧交通