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机动车号牌抓拍联网比对报警系统的研究论文[带图纸].doc

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机动车号牌抓拍联网比对报警系统的研究论文[带图纸].doc

中国地质大学长城学院2012届毕业论文机动车号牌抓拍联网比对报警系统的研究摘要汽车牌照自动识别系统是以汽车牌照为特定目标的专用计算机视觉系统。是计算机视觉和模式识别技术在智能交通领域应用的重要研究课题之一。利用车辆智能监测系统对平安大道的建设非常有意义,它可以非常迅速地捕捉到肇事车辆、违章车辆、黑名单车辆等,对公路运行车辆的构成、流量分布、违章情况进行常年不间断的自动记录,为交通规划,交通管理,道路养护部门提供重要的基础和运行数据,为快速纠正交通违章行为,快速侦破交通事故逃逸和机动车盗抢案件提供重要的技术手段和证据,对平安大道的建设、运行和提高公路交通管理的快速反应能力有着十分重要的意义。机动车号牌抓拍联网比对报警系统是由识别系统、自动报警系统组成。其中识别系统主要包括触发单元、抓拍单元、处理单元。主要介绍触发单元的工作原理及单片机工作电路;抓拍单元主要介绍车辆触发系统受到车辆触发信号后,车辆抓拍单元中摄像机、闪光灯的工作方式和原理;处理单元主要介绍车辆图像的转换及压缩、图像增强、图像水平校正、边缘检测、HOUGH变换、字符分割、字符识别的软件处理方式;自动报警系统主要介绍基于双单片机的自动报警系统的信息收发,单片机自动报警系统的原理与电路图的设计。关键词抓拍系统;识别系统;自动报警系统中国地质大学长城学院2012届毕业论文ABSTRACTTHEVEHICLELICENSEPLATEAUTOMATICRECOGNITIONSYSTEMOFVEHICLELICENSEPLATEISTOBESPECIFICTARGETASPECIFICCOMPUTERVISIONSYSTEMINCOMPUTERVISIONANDPATTERNRECOGNITIONTECHNOLOGY,INTELLIGENTTRAFFICDOMAINAPPLICATIONOFONEOFTHEIMPORTANTRESEARCHTOPICSTHEVEHICLEINTELLIGENTMONITORINGSYSTEMISVERYMEANINGFULTOSAFEROADCONSTRUCTION,ITCANVERYQUICKLYCAPTURETHEVEHICLEANDTHEBLACKLIST,ROADRUNNINGVEHICLECOMPOSITION,FLOWDISTRIBUTION,ILLEGALPERENNIALUNINTERRUPTEDAUTOMATICRECORDING,FORTRAFFICPLANNING,TRAFFICMANAGEMENT,ROADMAINTENANCEDEPARTMENTTOPROVIDEIMPORTANTTHEFOUNDATIONANDOPERATINGDATA,FORTHERAPIDCORRECTIONOFTRAFFICVIOLATIONS,RAPIDDETECTIONOFTRAFFICACCIDENTESCAPEANDMOTORVEHICLEROBBERYCASEPROVIDESTHEIMPORTANTTECHNICALMEANSANDEVIDENCEOFSAFETY,ROADBUILDING,OPERATIONANDIMPROVETHEHIGHWAYTRAFFICMANAGEMENTANDRAPIDRESPONSECAPABILITYISVERYIMPORTANTMOTORVEHICLESHOTDATECARDANDALARMSYSTEMISCOMPOSITIONBYNETWORKINGRECOGNITIONSYSTEM,AUTOMATICALARMSYSTEMAMONGTHEMTHERECOGNITIONSYSTEMMAINLYINCLUDESTRIGGERUNIT,PAPARAZZIUNIT,PROCESSINGUNITMAINLYINTRODUCESTRIGGERUNITANDWORKINGPRINCIPLEOFTHESINGLECHIPMICROCOMPUTERWORKCIRCUIT;PAPARAZZIUNITMAINLYINTRODUCESVEHICLESYSTEMWASTRIGGEREDSIGNALSTRIGGERVEHICLES,VEHICLEPAPARAZZIUNITINVIDEO,FLASHWAYOFWORKINGANDPRINCIPLE;PROCESSINGUNITMAINLYINTRODUCESTHETRANSFORMATIONOFTHEIMAGECOMPRESSIONANDVEHICLES,IMAGEENHANCEMENT,IMAGEEDGEDETECTIONANDCORRECTION,LEVELHOUGHTRANSFORM,CHARACTERSEGMENTANDCHARACTERRECOGNITIONSOFTWAREPROCESSINGMETHOD;THEAUTOMATICALARMSYSTEMMAINLYINTRODUCESTHESINGLECHIPMICROCOMPUTERBASEDONADOUBLEAUTOMATICALARMSYSTEMTOSENDANDRECEIVEINFORMATION,SINGLECHIPMICROCOMPUTERAUTOMATICALARMSYSTEMANDTHEPRINCIPLEOFTHECIRCUITDESIGNKEYWORDSSNAPSHOTSYSTEM;RECOGNITIONSYSTEM;AUTOMATICALARMSYSTEM中国地质大学长城学院2012届毕业论文目录摘要01引言111课题研究的目的意义112研究现状113发展趋势与研究方向2131车牌的定位与分割2132字符识别2133信号传输、数据比对及自动报警32识别系统的原理和组成321识别系统的原理322触发单元4221触发单元硬件设计4222单片机红外控制的设计4223脉冲信号的设计4224单片机红外遥控的实现523抓拍单元524处理单元5241图像转换及压缩5242图像增强5243图像水平校正6244边缘检测6245HOUGH变换6246车牌定位7247字符分割7248字符识别83自动报警1031自动报警集成系统的硬件组成10311GPS模块与单片机Ⅰ的连接11312单片机之间的并口通信11313单片机Ⅱ与GSM收发器的连接12314AT指令12315单片机Ⅰ程序设计12316单片机Ⅱ程序设计134结束语14中国地质大学长城学院2012届毕业论文11引言20世纪90年代以来,我国在基础设施的建设上加快了步伐,相比之下,道路管理监控以及科学收费软件等设施建设却显得相对滞后。针对这种情况,管理部门已着手进行诸如交通信号自适应控制系统、智能交通监控系统、GPS车辆管理及导航系统、不停车自动收费系统等智能化交通管理系统的研制,其中车辆号牌抓拍联网比对报警系统是基于GPS车辆管理及导航系统和车辆牌照字符识别技术的车辆信息综合管理系统。该系统基本工作原理为1当车辆驶入路卡的无线感应区,系统自动检测车辆及车主的信息,车型识别子系统同时对车辆的车型、吨位等进行鉴别。2系统根据接收到的内容以及车型识别信息与数据库黑名单比对,并将结果回写于接受部分。3若车辆没有违纪违规现象即正常放行,否则降下停车护栏,并向管理人员发出警报。若车辆逃遁,则启动自动跟踪摄像机拍摄车辆牌照。由于牌照是机动车辆管理的惟一标识符号,因此车辆牌照识别系统VEHICLELICENSEPLATERECOGNITIONSYSTEM要具有较高的识别率,同时对环境光照条件、拍摄位置和车辆行驶速度等因素的影响也应有较大的鲁棒性(系统的稳定性),并能满足实时性的要求。11课题研究的目的意义汽车牌照自动识别报警系统是以汽车牌照为特定目标的专用计算机视觉比对报警系统。是计算机视觉和模式识别技术在智能交通领域应用的重要研究课题之一。它可广泛应用于交通流量检测,交通控制与引导机场,港口,小区的车辆管理,不停车自动收费,闯红灯等违章车辆监控以及车辆安全防盗等领域,且具有广阔的应用前景。利用车辆智能监测系统对平安大道的建设非常有意义,它可以非常迅速地捕捉到肇事车辆、违章车辆、黑名单车辆等,对公路运行车辆的构成、流量分布、违章情况进行常年不间断的自动记录,为交通规划,交通管理,道路养护部门提供重要的基础和运行数据,为快速纠正交通违章行为,快速侦破交通事故逃逸和机动车盗抢案件提供重要的技术手段和证据,对平安大道的建设、运行和提高公路交通管理的快速反应能力有着十分重要的意义。12研究现状基于图像处理的车牌抓拍识别技术的研究在外国起步比较早,在美国、意大利、德国、以色列、新加坡等国家,现在已经有比较成熟的产品投入使用,如美国的AUTOSCOF2003系统、以色列的HITECH公司研制的SEE/CARSYSTEM、德国西门子公司的ARTEM7S系统、新加坡的OPTASA公司研制的VLPRS等车牌识别系统,但是因为我国车牌式样的多样性、车牌颜色的多样性以及包含汉字等特点,这些车牌识别系统并不适合我国国情。20世纪90年代以来,我国在基础设施的建设上加快了步伐,相比之下,道路管理监中国地质大学长城学院2012届毕业论文2控以及科学收费软件等设施建设却显得相对滞后。针对这种情况,管理部门已着手进行诸如交通信号自适应控制系统、智能交通监控系统、GPS车辆管理及导航系统、不停车自动收费系统等智能化交通管理系统的研制。近几年,国内也有许多公司以及科研机构进行这方面的研究,并且有一些实用化产品,一些产品的车牌识别率都在90以上,但是对环境要求较高,在全天候的条件下,都存在识别精度低、识别时间长等特点,车牌识别技术还存在很大的发展空间。13发展趋势与研究方向汽车牌照识别技术应用研究它不仅包括汽车牌照识别技术中成象技术、识别技术、工程技术,更重要包括应用好汽车牌照识别技术应用方案研究,而应用方案研究是牌照识别技术大量应用最关键内容。基于图像处理的车牌抓拍识别联网比对报警技术主要包括车牌定位、车牌分割、字符识别、信号传输、数据比对及自动报警等方面技术。131车牌的定位与分割牌照的定位与分割是牌照识别系统的关键技术之一,其主要目的是在预处理后的灰度图像中确定牌照的具体位置,并将包含牌照字符的子图像从整个图像中分割出来,供字符识别子系统识别。由于牌照图像在原始图像中是很有特征的一个子区域,确切地说是水平度较高的横向近似长方形,它在原始图像中的相对位置比较集中,而且其灰度值与周围区域有明显的不同,因而在其边缘就会形成灰度突变的边界,这就便于通过边缘检测来对灰度图像进行分割。132字符识别牌照字符识别系统的关键是字符特征提取和模式匹配,主要有以下几种方法1利用字符的结构特征和变换如FOURIER变换、KARHUNENLOEVE变换等进行特征提取。该方法对字符的倾斜、变形都有很高的适应性,但运算量大,对计算机性能要求较高。2利用字符的统计特征进行特征提取。如提取字符号的投影特征、网格特征和轮廓特征组成字符特征矢量,进行特征匹配的方法,识别率就比较高。3基于字符结构分析的识别方法。该方法可以识别有较大旋转、变形、缩放的字符图像,但需要进行复杂的字符笔划分析和抽取,对牌照字符图像质量要求较高。4模板匹配法。由于车辆牌照字符中只有26个大写英文字母,10个阿拉伯数字和约50个汉字,字符集合较小,所以该方法对于有轻微变形、笔划缺损、污迹干扰的字符图像有较好的识别率,总体识别率超过90,同时也可以满足实时性的要求。此外,还可以将神经网络模型运用于模式识别系统进行牌照字符识别。

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