汉王眼高速公路系统应用方案.doc

汉 王 眼嵌入式 一体化车牌识别技术产品高速公路系统应用方案“汉王眼” 高速公路系统应用方案一、系统简介: 随着我国国民经济的高速发展，国内高速公路、城市道路、停车场建设越来越多，对交通控制、安全管理的要求也日益提高，智能交通系统（ITS）已成为当前交通管理发展的主要方向，而车牌识别技术作为智能交通系统的核心，起着举足轻重的作用，它在高速公路、城市道路和停车场等项目管理中占有无可取代的重要地位。汉王车牌识别技术通过分析车牌图像的特征，定位出图像中的车牌位置，并对车牌文字加以识别，获得文字形式的车牌。北京汉王公司长期致力于实现高质、高效的信息数字化技术，凭借在文字识别及图像处理方面的雄厚实力，于九八年开展车牌自动识别方面的研究，目前在车牌识别技术上已取得了重大的突破，推出了嵌入式、一体化的车牌识别技术产品“汉王眼”。 “汉王眼”采用DSP芯片作为识别算法的运行硬件平台，采用照明、镜头、摄像头和DSP电路形成一体化的结构形式，与通常的车牌识别系统不同，汉王眼不需计算机即可实现车牌图像的采集和识别，具有识别性能高、结构紧凑、环境适应性强、安装维护简单等特点。不需改变目前已有的交通管理系统，汉王眼即可添加并运用于各类管理系统中，从而使整个系统更加强大，管理更加有效。二、应用领域： “汉王眼”具有广泛的应用范围，主要应用于 1. 高速公路收费、监控管理 2. 小区、停车场管理 3. 城市道路监控、违章管理 4. 车牌登录、验证 5. 车流统计、安全管理 “汉王眼”应用于这些系统，可以解决通缉车辆、套牌车辆的自动稽查问题，可以解决车流高峰期因出入口车流瓶颈造成的路桥卡口、停车场交通堵塞问题，可以解决因工作人员作弊造成的路桥卡口、高速公路、停车场应收款流失的问题，还可以最简单的方式完成交通部门的车辆信息联网，解决数据统计自动化，模糊查询的问题。具体应用范围分为基本应用、联网应用和典型应用等，说明如下：1、基本应用： 指的是“汉王眼”系统在独立运行系统中的应用。l 车辆的自动检测报警:此项功能针对纳入“黑名单”的车辆，如冲关后或肇事后逃逸的车辆、被公安部门通缉或挂失的车辆、欠交费的车辆等。只要将其车牌资料输入“汉王眼”应用系统，系统就会处于自动检测状态，24小时不停地对所有经过车辆自动进行识别、比较、处理；一旦发现上述车辆经过，立刻给出控制信号驱动报警装置和拦截装置，进入报警拦截状态，达到车辆自动稽查的目的。通常用于交通监控卡口、路桥收费卡口、停车场入口等。其作用除了作为社会治安的一个环节为社会服务外，还可直接为企业服务，产生经济效益。其效益表现为处以罚款或补交费用。作为处罚的另一种手段，也可将冲关肇事车辆列为不受欢迎的车辆拒绝其使用高速公路或停车场。l 车辆的自动放行:此项功能针对“绿灯车辆”，如特种车辆（如军车、警车）、预交费车辆（如办理月、年缴费卡）以及其他授权免费通行的车辆。系统处于自动检测状态的过程与上相同。所不同的是，一旦发现该类车辆经过，给出的控制信号不是驱动拦截装置，而是驱动放行装置。系统此时会自动开启道闸，达到车辆不停车过卡和减少工作人员、严化内部管理的目的。通常用于路桥收费卡口专用车道、停车场的收费口以及单位对出入车辆的控制。其作用是可以解决车流高峰期的堵塞问题和减少运作费用。l 车辆身份的后台集中识别:在道路交通监测部门，每天有大量的违规车辆（如闯红灯、超速、抢道等）图片汇集，现在的人工识别车牌及输入方式，工作量很大，易引致疲劳误判。采用“汉王眼”应用系统能轻易自动地进行识别处理，可大量减少人力、减轻工作强度，大幅度提高处理速度和效率。通常用于电子警察系统、道路监控系统。2、联网应用： 联网应用指的是“汉王眼”在交通联网系统中的应用。l 入口无人值守、车辆不停车进入:此项功能主要用于小区停车场收费系统。在入口安装了“汉王眼”后，利用其能够不停车自动识别汽车牌照和车型的特点，在车辆经过卡口的一瞬间，得到识别结果并通过通信网络将识别出的车辆信息及入口信息传送到各出口。既不需要道口值班人员发放通行介质，又可保证车辆信息准确无误地送至出口，起到了替代道口值班员和节省通行介质的作用，可以节省这两项成本的开支。l 收费口自动计费、免费口查验假免费车:此项功能主要用于入口处已安装“汉王眼”的封闭式高速公路收费出口。在该出口安装了“汉王眼”后，与上相同，当车辆经过卡口时，系统得到识别结果并访问应收费车辆清单，按清单提供的车型类别和入口信息自动计算出应缴纳的金额，起到了防止内部人员作弊的作用。此项功能也可用于免费车道查验中途调换车牌的假免费车。当车辆经过安装了“汉王眼”的免费出口时，系统得到识别结果并访问驶入车辆清单，无驶入信息的车辆将被拦截，由于新换车牌没有驶入信息，所以系统将拦截此类车辆，起到了防止司机逃费的作用。此项功能可以有效地避免了应收款的流失。l 自动确认车辆及入口、防止司机作弊:此项功能专门针对高速公路中途互换入口卡的车辆。高速公路中途互换入口卡，可以将路费降到最低，给高速公路业主带来很大的经济损失。通过收费系统软件，入口处的“汉王眼”可以很容易地将驶入车辆的汉王眼识别结果知各出口，而出口处的“汉王眼”也可以很容易地判定该辆车来自何入口，从而杜绝了中途互换入口卡的车辆作弊行为，防止了应收款的流失。l 套牌车辆自动稽查、指定车辆自动跟踪:此项功能利用车辆信息网上的实时信息，以同一车牌出现时的方位、距离、时间等参数，快速计算处理，自动查出该车牌是否有套牌车。同样也可利用网上信息查悉指定车辆的行踪。l 数据自动统计及模糊查询:此项功能主要用于路桥卡口、停车场的内部管理和交通公安部部门的监控管理。联网后的系统，出入卡口的车辆数据实时在线，随时可用于统计流量和金额以及进行模糊查询。可大大加强收费系统内部的监督管理。l 自动扣费、电子钱包缴费全国通用: 此项功能仅适用于实施预交费和定期提供交费凭证的收费系统。实行自动扣款收费，一方面能实现不停车收费，解决卡口车流瓶颈问题；另一方面又能杜绝人与现金的接触，解决与现金有关的种种问题。“汉王眼”和收费系统的有机结合可方便应用于各类封闭式和开放式路桥卡口自动收费系统，根据联网的规模不同，适用于IC卡、金路卡、虚拟储值卡以及金融卡等各种自动扣费方式，可从路段扩展到区域、地区、跨地区以至全国路网。l 数据远程调用: 联网后的数据可共享。通过因特网或其他通讯网，可实现数据远程调用。3、典型应用：l “汉王眼”车辆自动稽查系统:主要用于欠交费车辆的稽查、被通缉车辆的稽查、交通路口违规车辆的稽查和套牌车辆的稽查，多安装于公路主要干道的卡口和稽查车内。l “汉王眼”路桥卡口收费站自动放行系统:主要用于特种车辆（如军车、警车）、预交费车辆（如办理月、年缴费卡）以及其他授权免费通行车辆的自动放行，多安装于各种收费站的免费车道。l “汉王眼”收费停车场管理系统:主要针对单位开放式停车场，可适用于其他停车场。出入口均要安装。l “汉王眼”高速公路全自动收费系统: 主要针对实施预交费和定期提供交费凭证的收费系统。实施预交费和定期提供交费凭证的收费系统出入口均要安装。三、传统车牌识别技术的缺点：在传统的第一代车辆管理体系中，对车辆的身份检查及其它管理工作延续通过停车并人工检验的方式进行。 车牌识别技术的出现将逐步替代这种传统方式。目前广泛应用的第二代车牌识别技术多采用“摄像头+图像采集卡+识别软件”的形式，存在许多缺点，如：不能适应变换不定的自然光照和车辆灯光；过于依靠现场计算机或工控机，成本高、适应性差；摄像多采用模拟摄像，模糊不清,识别误差大；采用图像采集卡，采集速度慢，兼容性差；识别软件不能自动、准确定位车牌位置、不能识别车牌文字、不能即时响应；系统需专家调试算法参数，效率低；操作系统在大计算负荷下不稳定，维护困难；四、“汉王眼”技术特点：1、 嵌入式 一体化系统结构：电子快门红外滤波片数字摄像头数字信号处理器信道232信道485信道USB红外照明车牌图像镜头车牌文字“汉王眼”为第三代车牌识别技术产品，技术超前，代表着行业发展的趋势。“汉王眼”软件硬件集成一体，脱离微机识别车牌。系统采用CMOS+DSP+MPU一体化结构，CMOS摄像头是直接数字输出方式，可以非常方便地与DSP连接。用DSP+MPU代替工控机充分利用DSP在图像处理方面的速度优势和单片机工作可靠的优点，这样使图像采集与图像处理成为一个完整的系统。摄像时采用主动式红外摄像，避免了逆光、反光、光照不足、夜间摄像困难等问题。整个系统设计一个封闭式防水结构，且带有温度测控装置，使整个系统能够在不同季节实现全天候工作、降低总体成本，维护简便、可靠稳定，不需微机识别，可降低车道微机档次和成本；提供总线接口，可减少计算机数量；具有产品性质，可降低维护和调试成本。2、克服可见光和车辆高速运动的影响：“汉王眼”采用主动红外照明和光学滤波器减弱可见光的不可控制影响，不受恶劣气候和汽车大小灯光的影响。采用数字摄像头和电子快门，可运用于高速行驶的车辆（100km/h） 2、 稳定可靠，充分适应环境：高稳定性、高可靠性、低功耗，防水、防潮、调温成本低，采用密闭外壳抗高温、低温、高湿、水患，采用半导体调温器调节内部温度，温度适应性极强（40 +70）3、 识别不同特性车牌：A、充分适应车牌的整体倾斜和车牌的文字倾斜：B、对模糊车牌的适应性：C、匹配算法识别污损严重的车牌：给出识别字符的可信度，采用部分匹配、模糊匹配及图像匹配算法增强识别性能。4、四、“汉王眼”高速公路应用流程：“汉王眼”在高速公路收费系统中的作用之一是限制和发现通行车辆的逃费行为和收费员的舞弊行为，以此为例，工作流程如下：安装在高速公路入口的“汉王眼”拍摄驶入车辆，完成车牌的识别工作，输出识别结果和车牌图像，通过收费计算机把识别结果保存入通行卡（票）中；当车辆通过高速公路出口时，“汉王眼”对车牌进行识别，并同通行卡（票）中的入口识别结果进行比较匹配，收费系统根据匹配识别结果作相应处理。收费系统负责把入口车牌图片从入口收费计算机传送到出口收费计算机，并根据“汉王眼”匹配识别结果做相应的处理。1、入口和出口汉王眼同收费系统软件的关系： 示意图如下：收费软件生成图片标识写通行卡传送车牌图片入口汉王眼拍摄车牌图片识别车牌字符传输接口入口识别结果和车牌图片*入口识别结果和车牌图片运行于入口收费计算机安装在入口收费车道出口汉王眼设备拍摄车牌图片识别车牌字符车牌匹配识别收费软件读通行卡、读取图片根据匹配识别结果处理出口识别结果和车牌图片*传输接口入口识别结果和车牌图片*匹配识别结果运行于出口收费计算机安装在出口收费车道1、入口汉王眼和收费软件协同工作的流程：车牌图片及其标识入口汉王眼设备接受触发信号，拍摄车辆图片，定位车牌并识别车牌字符收费软件把车牌图片标识写入通行卡收费软件传送车牌图片到所有出口收费计算机（可由标识检索）车牌图片标识车牌图片收费软件接受数据，并生成车牌图片的唯一标识（如唯一的文件名）车牌图片、图片标识2、出口汉王眼和收费软件协同工作的流程：车牌匹配（同时输出车牌文本）出口汉王眼接受触发信号，拍摄车牌图片车牌图片收费软件接数据（收费软件按需要决定是否保存车牌图片）出口汉王眼接受到数据后对入口和出口车牌进行匹配识别入口车牌图车牌不匹配请求收费员匹配识别收费软件根据匹配识别结果作相应的处理三种匹配识别结果收费软件读取IC卡获得入口车牌图片的标识，根据标识检索入口车牌图片备注：1、汉王眼和收费计算机间传递的车牌文本、图片总数据量小于5K字节 2、收费软件生成的车牌图片唯一标识可以包含时间、入口站、车道等信息，需 存入通行卡。五、“汉王眼”和高速公路收费系统的通信要求:1、为保证汉王眼和收费计算机之间及时的数据传输，要求二者之间的传输速率达到256kbps，可以通过串口或多串口实现。2、为保证出口收费计算机可以及时检索得到入口车牌图像，要求入口计算机把车牌图像传送到所有的出口计算机，以防止各出口收费计算机同时请求入口车牌图像形成网络等待和阻塞，增加车辆停留时间。六、“汉王眼”的安装要求汉王眼是嵌入式一体化的结构形式，外形、体积和安装方法同车道监控摄像机相近。1、安装立柱距离高速公路管理亭窗口在102米。2、安装高度为1 1.7米，因与安装距离有关，可在安装时确定。3、 高速公路管理窗口到“汉王眼“需埋设两条线路管道，一条管道铺设220伏50赫兹1安培的交流供电线路；另一条管道铺设触发信号线路和汉王眼与管理计算机的通讯线路，通讯线路类型需同管理软件提供商协商确定。七、“汉王眼”高速公路应用演示图片：