电子路卡方案.doc

博海电子路卡方案V1.0版北京博海科技股份有限公司二OO九年七月博海电子路卡方案V1.0编制人： 姜立贺 审核人： 审核意见： 审批人： 审批意见： 编制单位： 北京博海科技股份有限公司 二OO九年七月一前言随着现代化管理手段的进步和科学技术的日益发展，用户对工矿企业管理的要求越来越高。过去的人工管理方式已经不适应现代化发展的需要，针对目前节奏，高速度的工作模式，要求管理方法和制度要有一个根本的改善，这种改善不但要适应用各种特殊工矿企业、厂区的需求，也要适应社会的需求，要适应人的感官的需求和习惯性操作的需求。但是目前任何高科技产品都不能完全代替人类的手工操作，不能完全取代人的思维，更不能与人的思维方式相吻合。因此我们在做自动化管理系统的设计时，要尽可能地强调自动化手段，但又不可忽略人工干预的因素，二者巧妙地结合起来，可达到事半功倍的效果。本设计方案就是基于以上的思想基础，针对工矿企业、厂区管理的实际情况，结合各种现代化高科技手段完成的。本方案的特点是：我们的目标是为用户的工矿企业、厂区车辆管理提供一个车牌识别功能的解决方案。我们采用的是当前国内最先进的车牌识别技术。此设计方案着重考虑了识别的准确性，及车牌识别仪在各种工矿企业厂区车辆管理系统中的灵活嵌入，既考虑到用户的需求，又囊括了各种高科技技术，而且增加了一些管理手段，尽可能地为用户提供完善一个的工矿企业车辆管理系统。车辆牌照号码是车辆的唯一“身份”，是区别机动车辆的一项重要信息。汽车牌照自动识别技术（也成为车辆识别、牌号识别、号牌识别）实现了汽车牌照号码和颜色的自动登录，可以在车辆管理系统中完全自动监控、自动登记、自动统计、自动验证、自动比对、自动报警、自动放行等诸多功能。随着汽车数量迅猛增加，对车辆管理智能化的要求越来越高，汽车牌照自动识别技术的应用日趋广泛。 二用户需求分析在现代化工矿企业管理中，涉及到各方面的管理，其中车辆的管理是一个重要的方面。尤其是对特殊工矿企业、厂区而言，要求对各种车辆实时地进行严格的管理，对其出入的时间进行严格的监视，并对各类车辆进行登记（包括内部车辆和外部车辆）和识别，如为内部车辆则正常放行，如外部车辆则需要进行记录、检查后做出放行或阻挡的处理，并将各种信息输入到数据库。对大规模的营区中，各种出入的车辆较多，如每辆车都要进行人工判断，既费时，又不利于管理和查询，保卫工作比较困难，效率低下。为了改善这种与现代化工矿企业、厂区不相称的管理模式，需要尽快实现工矿企业保安工作的自动化、智能化，并以计算机网络的形式进行管理，对所有出入口的车辆进行有效地、准确地监测和管理。要求系统提供相应的应用软件，实现厂区管理的高效率、智能化。对一些已建工矿企业而言，已具备了一套车辆管理系统，而对一些新建工矿企业而言，一切从头开始，尚未搭建起任何计算机管理系统，需从整体上来考虑。故在此技术方案中，我们将着重考虑G型嵌入式车牌识别仪在车辆管理系统中的使用，用户可以充分利用原有投资的基础上提高整个管理系统的智能化、自动化程度；同样，对新建工矿企业，车牌识别仪也可运用于新的管理系统的设计中，作为其中一个极其重要的模块和功能，对于整个网络结构的构筑，数据库的管理及查询、打印等其他功能提供数据接口。具体实施方案为： u 在需要覆盖的厂矿卡口架设G型识别系统，每一个车道对应安装一个嵌入式一体化DSP摄像机，可以保证识别率在96以上，每一个方向配置一个低照度全景摄像机，进行监控过程全景抓拍；u 昼夜使用为摄像机加装LED频闪补光灯。自动由识别系统控制，以保证采集到的车牌图像具有足够的亮度，而获得更好的识别效果。固定的补光辅助光源采用高亮度闪光灯进行夜间补光，防止影响司机视线；u 识别系统对抓拍图片进行识别，识别结果、抓拍图片和全景图将从网口通过光纤过其它方式（如VPN专网、3G）传输到各卡口的车辆监测系统形成管理信息，以便数据库查询、数据显示，提供报警信息. u 将识别系统形成的管理信息，透过各卡口的车辆监测系统与监控中心联网，实现数据共享，使图像监控中心可随时调用、查询、统计各卡口信息， 实现远程管理。识别系统的组成u 嵌入式G型识别仪u 一体化DSP摄像机（每个车道一台）u 全景摄像机（每个方向一台）u 补光照明设备，可控补光灯和30米照度全景摄像机辅助照明灯u 光端机（或光纤收发器）系统结构基本架设，如下图：如上图所示，在该系统中，工作过程为：1） 每台嵌入式G型识别仪监测一个车道的通行车辆，当车辆经过监控区域时，触发嵌入式G型识别仪抓拍车辆图像并进行识别。 2） 随即嵌入式G型识别仪将车牌识别结果、车牌图像、车牌颜色、车辆前部图像、行驶速度、整车图像（全景图）和实时视频信号上传到厂区卡口监控中心，全景抓拍的实时录像同时传达详见下图；3） 嵌入式G型识别仪将车辆彩色大图、车牌识别结果、车牌图片、通过时间、地点、车速等信息综合成一条车辆通行记录，实时写入中心数据库。4） 监控中心数据卡口应用管理系统进行通行车辆的车牌号码与白黑名单库数据比对，判断该车是否为非法车辆，如果车辆没有登记注册就报警，工作人员根据信息决定下一步行动。5） 通过识别仪的安装地点可以预测车辆的行驶道路，通知相关人员组织拦截。性能指标触发方式视频触发（内触发）抓拍距离560米（加配望远镜头可达100米）；抓拍速度1- 15 毫秒识别速度20-100毫秒适应车速0 80 公里/小时适应车道1个车道3.5M 多车道可多模块并连使用号牌识别率单车道 96%识别正确率肉眼可识情况下 96%工作环境-60+70；工作湿度：0 95%数据格式JPEG 768*576平均无故障时间 100000小时工作电压7-24V直流数据接口两个串口，一个以太网口牌照识别原理牌照自动识别是一项利用车辆的动态视频或静态图像进行牌照号码、牌照颜色自动识别的模式识别技术。 其硬件基础一般包括触发设备（监测车辆是否进入视野）、摄像设备、照明设备、图像采集设备、识别车牌号码的处理机（如计算机）等，其软件核心包括车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法等。 某些牌照识别系统还具有通过视频图像判断车辆驶入视野的功能称之为视频车辆检测。一个完整的牌照识别系统应包括车辆检测、图像采集、牌照识别等几部分 ( 如图 1 所示 ) 。当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元，采集当前的视频图像。牌照识别单元对图像进行处理，定位出牌照位置，再将牌照中的字符分割出来进行识别，然后组成牌照号码输出。 1车辆检测 车辆检测可以采用埋地线圈检测、红外检测、雷达检测、视频检测等多种方式。采用视频检测可以避免破坏路面、不必附加外部检测设备、不需矫正触发位置、节省开支，而且更适合移动式、便携式应用的要求。 具备视频车辆检测功能的牌照识别系统，首先对视频信号中的一帧（场）的信号进行图像采集，数字化，得到对应的数字图像；然后对其进行分析，判断其中是否有车辆；若认为有车辆通行，则进入到下一步进行牌照识别；否则继续采集视频信号，进行处理。 系统进行视频车辆检测，需要具备很高的处理速度并采用优秀的算法，在基本不丢帧的情况下实现图像采集、处理。若处理速度慢，则导致丢帧，使系统无法正确检测到行驶速度较快的车辆，同时也难以保证在有利于识别的位置开始识别处理，影响系统识别率。因此，将视频车辆检测与牌照自动识别相结合具备一定的技术难度。 2牌照号码、颜色识别 为了进行牌照识别，需要以下几个基本的步骤： u 牌照定位，定位图片中的牌照位置； u 牌照字符分割，把牌照中的字符分割出来； u 牌照字符识别，把分割好的字符进行识别，最终组成牌照号码。 牌照识别过程中，牌照颜色的识别依据算法不同，可能在上述不同步骤实现，通常与牌照识别互相配合、互相验证。 （1）牌照定位 自然环境下，汽车图像背景复杂、光照不均匀，如何在自然背景中准确地确定牌照区域是整个识别过程的关键。首先对采集到的视频图像进行大范围相关搜索，找到符合汽车牌照特征的若干区域作为候选区，然后对这些侯选区域做进一步分析、评判，最后选定一个最佳的区域作为牌照区域，并将其从图象中分割出来。 （2）牌照字符分割 完成牌照区域的定位后，再将牌照区域分割成单个字符，然后进行识别。字符分割一般采用垂直投影法。由于字符在垂直方向上的投影必然在字符间或字符内的间隙处取得局部最小值的附近，并且这个位置应满足牌照的字符书写格式、字符、尺寸限制和一些其他条件。利用垂直投影法对复杂环境下的汽车图像中的字符分割有较好的效果。 （3）牌照字符识别 字符识别方法目前主要有基于模板匹配算法和基于人工神经网络算法。基于模板匹配算法首先将分割后的字符二值化 , 并将其尺寸大小缩放为字符数据库中模板的大小，然后与所有的模板进行匹配，最后选最佳匹配作为结果。基于人工神经元网络的算法有两种：一种是先对待识别字符进行特征提取，然后用所获得特征来训练神经网络分配器；另一种方法是直接把待处理图像输入网络，由网络自动实现特征提取直至识别出结果。 实际应用中，牌照识别系统的识别率与牌照质量和拍摄质量密切相关。牌照质量会受到各种因素的影响，如生锈、污损、油漆剥落、字体褪色、牌照被遮挡、牌照倾斜、高亮反光、多牌照、假牌照等等；实际拍摄过程也会受到环境亮度、拍摄亮度、车辆速度等等因素的影响。这些影响因素不同程度上降低了牌照识别的识别率，也正是牌照识别系统的困难和挑战所在。为了提高识别率，除了不断的完善识别算法，还应该想办法克服各种光照条件，使采集到的图像最利于识别。 第二章 软件应用方案一 简要说明本系统实现了抓拍车辆车牌并广播到所有布控点的功能，具有抓拍速度快，准确率高的特点。系统的结构如下：车牌识别系统把识别到的车牌信息发送给后台中心服务器，发送的信息包括：车牌号码，车牌颜色，车辆时速，识别时间，布控点编号，识别图片等；信息发送的格式为xml数据格式，采用压缩并加密传输。为了将违章信息发送到所有的布控点，后台需要以广播的方式发送违章信息到布控点，发送的信息包括车牌号码，车牌颜色，车辆时速，识别时间，布控点编号等，由于图片信息较大，因此在广播时不发布该信息，而是在前台需要时直接从后台服务器读取图片信息；发送数据的格式是xml格式，采用压缩并加密方式发送。第二章 系统配置序号产品名称产品描述产品编号数量单位备注单套路卡配置1单路识别仪单路识别G600M1套2车道前端采集单元LED光源/ DSP调控调光GATE-TX1部3支架带捆