电子眼车牌识别方案.doc

智能车牌自动识别智能车牌自动识别 设设 计计 方方 案案 书书 北京中全清茂科技发展有限公司 2011 6 2 目 录 智能车牌自动识别设计方案书智能车牌自动识别设计方案书 1 一 智能车牌自动识别系统概述 3 二 系统工作流程 5 2 1停车场入口 5 2 2 停车场出口 7 2 3中心机房与设备连接拓普图 9 三 硬件管理系统 9 3 1 CAN总线控制器 9 3 2 车牌识别设备 电子眼 简介 12 3 3 补光灯 18 3 4 道闸 19 3 5 数字式车辆检测器 21 3 6 LED显示屏技术指标 23 3 7管理端电脑 23 四 软件管理系统 24 4 1系统软件组成 24 4 2 系统软件功能 24 3 一一 智能车牌自动识别系统概述智能车牌自动识别系统概述 随着中国现代化进程的加快 各停车场车流量日渐增多 其日常保安与管 理工作也日渐繁重 用户对停车场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 针对目前快节奏 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停车场的需求 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 使用停车场停车的用户被划分成两大类 第一类用户是 固定用户 其特点是 停车场内有固定车位 每天驾驶 车辆进出 0 N 次 在现有停车场管理系统中 大多数是采用 智能卡 近距 离型 对 固定用户 进出停车场进行管理 也就是说 用户每次进出停车场 时 驾驶人员必须靠近 读卡机 停车 并在 读卡机 设备前近距离 小于 1 米 出示智能卡 这样才能使 读卡机 读取卡片信息 驱动 挡杆 抬起 实 现 放行 操作 在车辆通过闸机过程中 驾驶员要完成一系列动作 如 减速 停 车 开车窗 刷卡 等待挡杆抬起 开车 等 显然 这是 个虽能完成出入管理功能 但效率低下的管理方法 一直以来 停车场管理者就希望能找到一种高效率的方法 在不停车条件 下 实现对 固定用户 驾驶的车辆进行管理 这样的解决问题的方法可以使 驾驶员和车场管理者都感到满意 第二类用户是 临时用户 其特点是 停车场内没有固定车位 必要时 驾车进出停车场客户 实现临时性停车 这类用户在进出停车场时 必须停车 接收管理 总之 必须解决常规条件下 停车刷卡通关 的问题 北京中全清茂科技有限公司根据自己对车牌识别技术的掌握和对车辆管理 业务过程的充分认识 将车牌识别技术应用于车辆智能管理流程中 从而解决 4 了停车刷卡的传统车辆放行方式 大大提高了车辆放行效率 保证了停车场出 入口通行顺畅 通过正确设计 安装 可以在多车道上同时完成车辆不停车通 行而互不干扰 该系统是利用我公司 CAN 总线控制器和电子车牌辨识设备 入场车辆不需停车 的一种新型无障碍入场停车场管理系统 司机不需要在出入口停车 当车辆进 入停车场入口时 车牌自动识别器自动抓拍车辆照片并识别车牌号码 将车牌 号码 颜色 车牌特征数据 入场时间信息等传给管理计算机 车辆可无障碍 进入停车场 为用户提供了一种崭新的服务模式 5 二二 系统工作流程系统工作流程 2 12 1 停车场入口停车场入口 2 1 1 系系统统入入口口工工作作流流程程图图如如下下 2 1 2 入入口口系系统统说说明明 车辆进入车辆进入 1 车辆驶入车牌摄像机抓拍区域 触发地感线圈 2 入口车辆有牌照 车牌识别系统自动抓拍车辆的的图像并识别出车牌号 然后通过检索中心数据库得出车辆类别 判断该车属于特殊车辆 如贵宾车 6 月租车 储值车 还是普通车辆 然后记录到中心数据库中 如果非满位 闸 机放行 同时记下车辆进入时间 3 车辆越过入口 驶入停车场内 整个过程自动完成 无须工作人员干预 车辆一直处于行驶状态 无需暂 停 2 1 3 单单一一入入口口设设备备安安装装示示意意图图 2 2 2 2 停车场出口停车场出口 2 2 1 系系统统出出口口工工作作流流程程图图如如下下 7 2 2 2 出出口口系系统统 说说明明 车辆离开车辆离开 车辆驶入车牌摄像机抓拍区域 触发地感线圈 车牌识别系统自动抓拍车辆的的图像并识别出车牌识号 然后通过检索中 心数据库得出车辆类别 如果该车属贵宾车 月租车等特殊车辆情况 闸机自 动启动放行 并记录车辆信息及时间 如果是临时停车 则车辆须暂停后交费 8 方能离开 这点和 IC 卡方案相同 如果车辆被列入黑名单 不管是临时还是固 定车辆 闸机不会打开 同时系统都会发出报警信号 通知工作人员注意 车辆越过出口 驶入离开停车场 系统记下车辆信息及离开时间 2 2 3 单单一一出出口口设设备备安安装装示示意意图图 9 2 32 3 中心机房与设备连接拓普图中心机房与设备连接拓普图 入入口口 车车牌牌识识别别仪仪 道道闸闸 抓抓拍拍地地感感线线圈圈 防防砸砸地地感感线线圈圈 车车辆辆检检测测器器 入入口口终终端端 网网络络交交换换机机 光光收收发发器器 数数据据处处理理服服务务器器 网网络络交交换换机机光光收收发发器器 中中心心机机房房 出出口口 道道闸闸控控制制器器 车车牌牌识识别别仪仪 道道闸闸 抓抓拍拍地地感感线线圈圈 防防砸砸地地感感线线圈圈 车车辆辆检检测测器器 收收费费终终端端 L LE ED D显显示示屏屏 网网络络交交换换机机 光光收收发发器器 道道闸闸控控制制器器 地地下 下 余余 车车 位位 0 0 3 3 1 1 个个 剩剩 车车位位显显示示屏屏 三三 硬件管理系统硬件管理系统 3 13 1 CANCAN 总线控制器总线控制器 产品型号产品型号 ZQIN 规格尺寸规格尺寸 190X260mm 停车场系统的控制器做为系统的核心智囊 对整套系统运行稳定与否起着 至关重要的作用 控制器采用 CAN BUS 芯片 集成增强型 容错型单片机 所有 的微型控制器都配有闪存 可进行万次以上的重写操作 采用 EPROM 非易失性 存储芯片 掉电或者受到冲击信息不会丢失 控制器采用带复位功能的 CPU 当电路受到干扰或异常时系统自检并瞬间重 新启动 CAN 总线同一行骗都有自环方式 当发送的信息遭到破坏后可自动重 发 整套电路具备 4 级防雷设计 系统自动断开与其的连接 不影响其他控制 10 器的使用 控制器中每个节点间进行高速数据传输 整条总线利用率极高 中全清茂 CAN 总线控制器研发生产经历了十余年的专业实践 集成度及 可靠性极高 功能全面 接口丰富 所有接口均采用抗雷击设计 3 1 1 CAN 总总线线控控制制器器功功能能 具备传输距离远 响应时间快 屏显收费金额 语音提示等停车场功能 支持 各种车辆类型进出统计 包括储值车 月租车 贵宾车 临时车等车辆收费模 式 节假日 展览日 黄金周 峰谷等多种收费模式 采用专门为停车场系统自主研制的新一代 CAN 总线控制器 标准版控制器 具备 自动道闸 微型车辆检测器 补光灯及两级 CAN 总线等接口 控制 器存储记录 40000 条 专业版控制器新增 EPSON 条码打印机 激光条码扫 描枪接口 另外具备视频输入输出切换 音频对讲 钱箱电锁 满位灯箱 低温加热 红绿灯等接口 3 1 2 CAN 总总线线控控制制器器组组成成 控制器由公司自行开发的控制管理单片机 内存模块 时钟模块 数据传 输模块 收卡器驱动模块 各种品牌 IC ID 卡读写模块接口 光隔离串行通讯 接口 电闸驱动接口 汉字显示驱动接口 车位引导屏显示驱动接口 车辆传 感器及地感线圈接口 电源模块及备用电池等组成 时钟模块 可通过上位机调校时钟 轮流显示日期 时间与制造商名称 数据传输模块 通过 CAN 总线光纤收发器在 10KM 范围内与电脑连接 在 0 1S 内可以一次性读所需的所有数据项 送 CPU 处理 根据返回的 信息快速控制电闸上升与下降 串行通讯接口 完成上位机的指令下达 本地的卡号及状态上报 电闸驱动接口 根据上位机指令及其它逻辑判断 驱动电闸上升 下降 或停止 抬闸保持 显示驱动接口 系统支持费额屏 标准 LED 显示屏 根据上位机指令及 逻辑条件驱动汉字显示屏显示相应操作提示或信息 如 欢迎光临 11 交费 XXXX 元 注意安全 XX 月 XX 止效 等等 车位显示接口 系统支持剩余车位数显示屏 区域车位引导屏 满位灯 箱 根据上位机指令驱动满位屏显示 满位 状态或驱动数码车位显示 屏显示车位数目 或驱动汉字车位显示屏显示车位数及其他汉字信息 二级 CAN 总线接口 每套控制器均具备二级 CAN 总线接口 支持大型联 网系统 一台计算机可支持 32 个进口和 32 个出口 便于系统的扩充和 升级 3 1 3 CAN 总总线线控控制制器器优优势势 系统采用光电隔离抗雷击 CAN 总线通讯网络 多主方式工作 出入口无 论多少 信息传递可在几毫秒内得到响应 实时性 灵活性和可靠性远高于采 用 RS485 查询方式工作的通讯网络信息主动发送 传输距离可达 10 公里 如果 选用我公司大型联网专用的 CAN 总线光纤收发器 本公司专利产品 仅利用一 芯现有的电脑网络光纤即可构建高可靠的光纤 CAN 总线网络 每段光纤通讯距 离可达 40KM 非常适合停车场系统现场条件及系统的扩展 停车场无人值守 车辆不停车进入 在入口及出口安装自动识别系统 利用系统能够自动识别汽车牌照和车型的特 点 在车辆进入停车场的一瞬间 得到识别结果并通过通信网络将识别出的车 辆信息及入场口信息传送到停车场各出口 不需要值班人员发放通行介质 节 省了大量的宝贵时间 实现了车辆进入无停顿 又可保证车辆信息准确无误地 送至停车场出口 停车场收费口自动计费 在停车场出口安装自动识别系统 当车辆经过时 停车场系统得到识别结果并 自动调出车辆入场信息 系统自动核算应收费车辆费用清单 按清单提供的车 型类别和停车场入口信息自动计算出应缴纳的金额 起到了防止内部工作人员 作弊的作用 此项功能可以有效地避免了应收款的流失 在 电子眼 自动识别牌照出现误差等意外情况 可通过人工图像判 断 手工输入号牌进行校准 确保识别系统更高效的服务于整个停车场管理 12 可与警方报警系统联动运行 有效打击违法车辆 协助社会治安管理 有防抬杆 全卸荷 光电控制 带准确平衡系统的高品质挡车道闸 可靠性和适应性的数字式车辆检测系统 防砸车装置可保证无论是进 场车辆或发生倒车的车辆 只要在闸杆下停留 闸杆就不会落下 3 1 4 主主要要技技术术参参数数及及指指标标 产品型号 ZQDS 规格尺寸 190X260mm 适配线性电源输入 5VDC3A 12VDC1A 24VDC1A 适配读写模块 LEGIC Mifare Motorola HID EM Ti CrypTag etc 适配车辆感应器 VD108B 适配中文显示屏 LED401680 LED251680 适配车位显示屏 LED761680 etc 适配通讯接口驱动器 光隔离长线驱动器 HT232B 控制总成主要指标 工作温度 20 75 工作湿度 95 3 23 2 车牌识别设备车牌识别设备 电子眼电子眼 简介简介 13 通过摄像机拍摄目标车辆 对捕获的图像中的各种车辆的车牌进行识 别 并结合其它检测手段对车辆类型自动分类 电子眼 对所拍的图像进 行规范化处理 然后从整个车辆图像中把最具该车特征的车牌图像提取出 来 再经过一系列控制算法 把车牌上的汉字 数字 字母等进行分割和 识别 获得字符形式的车牌号 然后将字符信息送入计算机网络系统 由 于车牌识别要求有较高的识别率和严格的实时性 因此 从图像拍摄 到 图像处理以至文字识别等过程中 采用了一系列的硬件措施和 OCR 识别技 术 保证了车牌识别的准确性及实时性 主要适合于城市交通 高速路汽车超载 超速监控 公路计费 智能 停车场管理 被盗车辆的侦破等应用 3 2 1 电电子子 眼眼 的的技技术术标标准准 1 电子眼的触发信号要求 电子眼的触发信号采用车道的车辆检测线圈输出作为触发信号 具体 满足以下要求 A 用在收费窗口下方埋设的线圈作为触发信号源 B 发信号为常开的继电器信号 当线圈检测到车辆时闭合 C 触发信号需采用屏蔽线通过信号管道连接 2 电子眼的输出数据 电子眼在触发信号触发后 采集车辆图像并识别车牌 把识别结果进 行压缩处理后上传给管理计算机 由计算机网络系统存储到数据库中 与 出口数据时行比对 3 电子眼的识别性能指标 电子眼具有 98 的识别率 其中包括通过车牌字符识别而正确识别的比率 字符方式识别率 和通过车牌图像匹配而正确识别的比率 匹配方式识别率 由于车牌识别率严重依赖于车牌的污损程度 为更有效地衡量电子眼的识别率 根据车牌红外图片中的车牌质量把车牌分为五个质量等级 电子眼对不同等级 的车牌具有不同的识别率 4 电子眼识别速度指标 14 电子眼从触发信号触发到最终获得对车辆的识别结果包括两部分时间 A 从触发信号触发到电子眼输出车牌字符识别结果的时间 0 8 秒 B 从计算机接受电子眼的输出字符识别结果到对车辆完成识别的时间 1 2 秒 5 电子眼对环境的适应性指标 A 电子眼可在 30 70 摄氏度的环境空气温度范围内正常工作 B 电子眼可在 90 的湿度范围内正常工作 C 电子眼可在不同环境光照情况下正常工作 D 电子眼可实现全天候工作 识别和提取车牌号如下图 15 3 2 2 电电子子 眼眼 技技术术特特点点 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 16 电子眼 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 电子眼 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 电子眼 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 3 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 17 4 识别不同特性车牌 A A 充分适应车牌的整体倾斜和车牌的文字倾斜 充分适应车牌的整体倾斜和车牌的文字倾斜 B B 对模糊车牌的适应性 对模糊车牌的适应性 C C 匹配算法识别污损严重的车牌 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 18 3 33 3 补光灯补光灯 光线不足的环境中必需使用补光灯 补光设备可选用 LED 灯或泛光灯 泛 光灯单车道补光的功率 150W N 个车道补光的功率 N 150W LED 补光灯采 用高亮发光二极管 LED 来制作的 他有运行稳定 发热量低 低能耗 使 用寿命长的特点 现在一般的使用的高亮发光二极管都是 5mm 3 43 4 道闸道闸 3 4 1 产产品品介介绍绍 闸杆有直杆 折杆 栅栏式等可选 杆长 1 6M 可选 产品型号产品型号 ZQDL 3 4 2 道道闸闸 主主要要功功能能 手动按钮可作 升 降 及 停 操作 无线遥控可作 升 降 停 及对手动按钮的 加锁 解锁 操作 停电自动解锁 停电后可手动抬杆 具有便于维护与调试的 自检模式 可选配车辆传感器 使具有 车过自动落闸 防砸车 或 冲闸自动 抬杆 功能 可选配专为道路收费而增设的顶蓬及通道两对红绿灯 可选配光隔离长线驱动器 挂接到电脑 RS232 C 串行通讯接口 具备丰 富的底层控制及状态返回指令 使收费系统微机可对电闸作最完全的控制 可根据客户需要增加其它特殊功能 19 3 4 3 道道闸闸 技技术术指指标标 工作电源 AC220V 150W 升降时间 1 5 至 6 秒可选 工作温度 25 至 85 闸杆长度 3 至 6 米可选 工作湿度 5 至 95 箱体尺寸 330X270X1000mm 3 4 4 道道闸闸 电电气气特特性性 采用具备软件陷井与硬件看门狗的单片机控制 永不死机 采用磁感应霍尔器件进行行程控制 非接触工作 永不磨损偏移 采用光电耦合 无触点 过零导通技术 主控板无火花无干扰高可靠工 作 采用升降超时与电机过热保护 防止电闸非正常损坏 采用机械行程开关 进行切电总保护 宽范围的单相电源输入 160V 260V 适于恶劣的野外道路收费环境 光隔离串行通讯接口 隔离电压大于 1500V 确保上位微机安全 实现抗 汽车电火花等强电磁干扰的高可靠通讯 3 4 5 道道闸闸 机机械械特特性性 采用精密的四连杆机构使闸杆作缓启渐停无冲击的的快速平稳动作 并 使闸杆只能在限定的九十度范围内运行 不出意外 采用精确的全自动跟踪平衡机构使任意位置静态力矩为零 从而最大限 度地减小驱动功率和延长机体寿命 箱体采用先进的防水结构及抗老化的室外型 喷塑处理 坚固耐用 永不褪色 20 3 4 6 电电闸闸可可接接受受指指令令集集 1 复位 电闸收悉返回闸杆状态 车辆状态 上电复位后电闸亦上报 2 升闸保持 车过不自动落闸 电闸执行后返回闸杆状态或超时错误 闸 杆到位后 开绿灯 关红灯 3 升闸 车过自动落闸 电闸执行后返回闸杆状态或超时错误 可缓冲接 受256个升闸指令 这样可连续过车而不落闸 即过相应数目的车后才会落闸 适于连续放行及拖挂车放行 闸杆到位后 开绿灯 关红灯 4 落闸 电闸执行后返回闸杆状态或超时错误 落闸 含车过自动落闸 前 关绿灯 开红灯 5 停闸 电闸执行后返回闸杆状态 6 查询闸杆状态 电闸收悉后返回闸杆状态 7 查询车辆状态 电闸收悉后返回车辆状态 车辆进入或离开感应区电闸 自动上报 3 4 7 道道闸闸可可返返回回状状态态指指令令集集 1 已复位且准备好 2 闸杆已达垂直位置 3 闸杆处于中间过渡位置 4 闸杆已达水平位置 5 闸杆因故超时 6秒 未动作到位 6 车辆进入感应区 7 车辆离开感应区 21 3 53 5 数字式车辆检测器数字式车辆检测器 3 5 1 产产品品介介绍绍 车辆检测器型号有VD108B 智能型 108B 可插入道闸主控板接口上 起到 车过自动落闸 功能 落 闸时若有车误入杆下 被车辆检测器检出后 即刻停闸或抬杆返回 从 而具有 防砸车 功能 3 5 2 技技术术参参数数及及指指标标 型号 VD108B 尺寸 28X21X43 电源 12VDC0 1A 检测范围 40KHZ 100KHZ 输出 TTL 车到输出低电平 输出信号 5V TTL 电平信号 线圈材料 0 5mm2 聚四氟乙烯高温镀银线 线圈尺寸 600mm X 1800mm 6 至 8 匝 具体情况视场地与目的作调整 3 5 3 数数字字式式车车辆辆检检测测器器的的功功能能 安装在道闸栏杆下的车辆检测器实际上是与电动道闸的控制回路进 行联动 当车辆在栏杆下起到防砸车作用 并在车辆经过后输出信号控 制道闸自动落杆 在每个停车区位入口处和出口处各设置一个车辆检测器 每个停车区位入 口处设置一个导向显示屏 导向显示屏显示各区位的车位信息 3 5 4 数数字字式式车车辆辆检检测测器器的的工工作作原原理理 车辆检测器由传感器 监测和通信单元等器件组合而成 与地感线圈 探测 环 配合使用 才能对车辆检测 当有车辆经过 线圈产生感应电流传给电路 22 板 再由电路板产生干结点信号经控制主机或电动道闸 根据车辆大小不同 检测要求的灵敏度就不一样 如自行车和摩托车 要求检测灵敏度高 客车 小 轿车等要示检测灵敏度低 感应灵敏度调节以满足要求的前提下越低越好为原则 以提高感应系统的 抗干扰性能 VD108B 的灵敏度由其顶部 DIP1 DIP2 开关来调节 DIP 开关拨到 ON 为 1 其二进制值即为灵敏度值 如图所示 另外其 DIP3 开关若拨至 ON 位 置即具有检出与释放 2 秒延时功能 可用于公路收费的拖挂车放行 DIP1 DIP2 灵敏度 ON ON 3 最高 ON OFF 2 OFF ON 1 OFF OFF 0 最低 关于车辆感应系统的详细事项 请参阅 VD108B 的原版说明书 3 63 6 LEDLED 显示屏技术指标显示屏技术指标 电源电压 4 0 5 3V 最大电流 Max400mA 汉字 全屏点亮时 工作电流 40mA 汉字 全屏正体汉字时 备用电流 8mA 全屏关闭 工作温度 40 85 工作湿度 95 不结露 贮存温度 55 125 3 73 7 管理端电脑管理端电脑 负责整个系统的控制和管理 包括电子眼对车牌抓拍识别结果数据的上传 出入口数据传输 起落闸杆 要求最好使用工控机 工控机要比普通商用机在 稳定性与扩展性方面强 想理配置如下 23 微处理器 不低于英特尔奔腾 2 0GHZ 推荐 INTELcore 双 核 前端系统总线 不低于 1GHz 外频 推荐 133GHZ 主板芯片组 不低于 INTEL 865 芯片组 推荐 INTEL G45 内存 不低于 512MB DDR400 推荐 2GDDR 三代 显存 不低于 64MB 推荐 512M 硬盘 不低于 120GB 推荐 500G 四四 软件管理系统软件管理系统 4 14 1 系统软件组成系统软件组成 4 1 1 收收费费管管理理系系统统 ParkWatch 2008 感应式智能停车场系统采用车牌识别系统开发研制而成 它将计算机视觉技术 神经网络系统技术 机械 电子自动化设备 计算机以 及智能卡技术有机的结合起来 从而对各类出入车辆进行有效的管理 ParkWatch 2008 智能停车场系统软件是基于 Microsoft Windows 2000 Borland C Builder 6 0 Microsoft IE 6 0 平台开发而成