停车场车牌自动识别系统

车牌自动识别监控系统详细方案第1章概述11概述随着各种停车场车辆的增多，车辆管理显得尤其重要。车辆管理必须要做到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，并将各种信息输入到数据库。因出入的车辆较多，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。因此要改善这种管理模式，就要尽快实现车辆监控系统保安工作的自动化、智能化，并以计算机网络的形式进行管理，对所有出入车辆进行有效地、准确地监测和管理。为此我公司提出车牌自动识别的监控系统，该系统是利用SNTPR40D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，出入场时间信息等传给管理计算机。它可可对整个出入车辆情况进行监控和管理，包括出入口管理，内部管理，采集，存储数据和系统工作状态，以便管理员进行监控，维护，统计，查询和打印报表等工作。车辆出入停车场，完全处于系统监控之下，使车辆的出入，防盗等完全智能化并具有方便快捷，安全可靠的优点。12系统设计原则本系统的设计的基本原则是实用性、可靠性、先进性、开放性、可维护性，且具有良好的兼容、升级、扩展能力。13系统主要特点1全嵌入式系统采用嵌入式主机系统。模块化结构和高性能、高质量大规模集成电路板，坚固可靠。软、硬件系统自动恢复技术设计。系统工作更加稳定可靠。2施工安装简便系统采用一体化设计思想，车辆识别采用纯视频流的方式，不需破路，施工简单，全部采用端子方式连接，调试方便。3维护方便全套系统采用模块化设计，可随时任意更换任何模块。状态指示灯可以方便的判断系统故障，无需大量专业的维护。4全天候工作该系统可同时抓拍同一方向多个车道的车辆，采用自动照明技术，夜间辅助光源自动启动，以确保夜间拍摄的图片清晰可见。5信息传输灵活车辆照片及系统信息可通过电话拨号、ADSL、光缆、数据专线等各种有线通讯方式传输到数据中心。也可通过GPRS和CDMA等无线方式进行传输。6自动监控，远程遥控系统自动监控前端设备工作状态，当系统出现故障时，系统会及时自动报警，并对故障点采取自复位措施，保证前端设备正常运行。也可以在后端控制中心通过远程控制方式控制主系统自动开关机及各项参数的调整，设置。7后端管理系统对照片进行后期处理及管理，实现对车辆数据的查询、检索、统计、维护、更新和分拣等功能。14系统设计依据标准号标准名称公安部公交管1997231号文件GB/T98132000微型计算机通用规范GA4081408142003道路交通违章管理信息代码GA40932003全国道路交通管理系统数据交换格式第3部分交通违章数据交换格式GA32932003全国道路交通管理信息数据库规范第3部分交通违章管理信息数据库规范GA/794中华人民共和国公共安全行业标准GBJ5768道路交通标志线中国公共安全行业标准超速自动记录系统通用技术条件第2章系统结构和安装21系统组成车牌自动识别器前端管理主机视频采集开始室外屏幕显示结束内部局域网和网络管理系统车辆数据库图21系统结构图如图21所示，系统实时记录所有过往车辆的照片，通过图像分析和牌照自动识别提取车辆的关键特征（如车牌号码、车牌颜色、车型等）。系统主要包括车辆检测单元、快速摄像单元、照明单元及控制主机等部件，实现过往车辆的视频采集、车辆号牌全自动识别以及相关控制数据存储等功能，将嵌入式控制系统放在路口机柜中，然后通过光纤线路将车辆图像数据和数据库信息传回中心。系统采用嵌入式控制主机，减少了系统对WINDOWS的操作系统的依赖，采用LINUX系统，保证系统的稳定性和长时间的运行。嵌入式系统不仅可以减少电源的损耗，而且具备在恶劣环境下正常工作，整个系统设计完全采用工业级标准设计，稳定可靠。嵌入式系统设备集成度高、体积小、功耗低，对室外机箱要求不高，系统工作稳定，是未来室外监控系统的发展趋势。系统由前端数据采集和处理、通讯、LED显示、中心管理四个模块组成。（1）前端数据采集和处理该功能是实时检测车辆的移动，并将相关信息如车辆的车牌号码通过车牌自动识别器识别后上传到中心的同时直接显示在LED屏上。（2）通讯模块通讯模块负责建立前端设备和中心设备的网络连接。（3）LED显示接收过往车辆的车牌号码、车牌颜色等相关信息并将其显示在LED屏上。（4）中心管理完成过往车辆信息查询、统计、打印报表输出及系统管理等功能。22系统工作流程当有车辆驶近监控点时，车牌识别器自动抓拍车辆照片，并识别出该车辆的车牌号码，记录时间、车牌号码、车辆照片，然后通过对比数据库，判断车辆是否合法车辆，如果合法，车辆正常驶入；如果不合法，系统进行声光报警，同时对上传的数据进行标记，以供日后查询，相关人员进行处理后才让车辆正常驶入。具体流程图如下所示车辆驶近监控点通过车牌判断车辆是否合法进行声光报警，提示车辆不合法Y相关人员进行处理车辆进入监控点系统自动抓拍照片，并识别其车牌号码，记录车辆相关信息N图22车辆进入监控点流程示意图23系统安装示意图VDPR40D车牌自动识别器安装在检测车道一侧，每个监控架设一个高度为1519米的钢管，在钢管顶部位置各安装一套摄像机，摄像机镜头指向车道前方约5569米的地面处对准车牌。具体安装位置图（如图23）和接线图（如图24）如下所示。监控点22米京A1234517米65米聚焦位置图23安装位置图RESETINOUT10/100MCOMCTRLWORKPOWER车牌自动识别器工作指示灯控制接口电源指示灯视频采集卡软件硬盘计算机网卡主控板以太网接口视频输入视频输出复位开关4口交换机超五类网线同轴视频线至监控同轴视频线摄像机超五类网线图24识别器接线图第3章系统主要功能系统主要功能如下图所示车辆检测超速抓拍车牌识别与LED显示综合查询与系统管理数据及照片存储运行信息显示系统主要功能通信网络图31系统主要功能31信息采集功能能对过往的车辆信息进行自动采集。采集信息包括机动车号牌号码、行驶时间、地点、车辆照片、车牌照片和车速等，对采集的信息符合金盾工程有关数据规范。通过前端车辆数据采集系统进行图像抓拍、车牌自动识别、图像对比。本系统可监视多个监控点的车辆，满足对过往车辆的管理。主要有如下功能图32信息采集车辆自动检测只有在有车辆通过监控点时才拍摄，能够捕获所有经过的车辆，在车速（5KM/H160KM/H）范围内的监控区域内的监控区域内规范行驶的车辆图像捕获准确率达99以上，图像质量清晰可辨，夜间图像具有强光抑制功能和逆光处理。车辆照片记录在车辆通过时，系统及时拍摄车辆前部特写图像和整个车辆全景图像各一张，并将图像存储到磁盘相应目录下，车辆通过的信息写入相关数据库，并在全景图像中标明车辆通行数据，如时间，地点，车速，方向等。每辆车通过时抓拍2幅彩色照片，既能看清全景，又能看清车牌。图像数据存储容量大每辆车分别按特写和全景存贮成两张照片，单套系统至少要存储100万辆车。当超出100万辆车时，自动对最前面的图片数据依次进行覆盖，整个系统始终保留至少100万辆车的图像，并采用通用的“JPEG”压缩图像。车辆图像与相关数据一一对应准确记录车辆通过监控点的时间、地点、速度、行驶方向、车型、车貌、牌照及识别号码，信息与车辆照片一一相对应。牌照自动识别能够对现行2004式机动车车牌（即含民用机动车、警用车、军用车、武警车）进行实时识别，同时可对2002式个性化号牌进行自动识别，车牌识别率94。车辆速度测定具有自动测速功能，能够测出车辆通过时的速度，在580KM/H的测速范围内，测出的速度值与实际速度值的误差应在2之内；在80120KM/H的测速范围内，测出的速度值与实际速度值的误差应在3之内；在120KM/H以上测速值时，测出的速度值与实际速度值的误差应在5之内。车型和颜色识别具有车型分析功能，自动区分大小车型和常见红白蓝黄四种车牌颜色。信息上传各监控点应提供过往车辆等信息的自动上传功能，上传内容包括过往车辆的信息和图片。如因网络中断或其它故障，车辆信息存储于路口数据服务器中，待故障恢复后自动上传。数据共享车辆信息及照片能通过网络传输到监控中心进行汇总，能进行远程信息查询。能从监控中心对各站点进行嫌疑车辆参数设置，远程对各站点进行数据维护，在以太网环境的可做到实时传输。32车辆信息查询功能管理中心可以查询任一监控点的过往车辆历史记录，查询条件由车辆的车型、车牌号、颜色、经过时间等组合条件查询。车牌号码可以只给出少数几位，从而进行模糊匹配查询。查询系统主要功能如下（1）经过车辆查询随意查询监控点的通行车辆的记录。查询条件由车辆通过的时间、车牌号码、车牌颜色、进出口类型、进出口编号等组合形式，其中车牌号码可以只给出少数几位，从而进行模糊匹配查询。查到的信息包括车牌号码、车牌颜色、通过时间、进出口类型、进出口编号、照片等。如需要查询在某个进出口的入口车辆，可以通过相关的条件进行选择，点击查询，查询结果以列表方式显示。图33查询界面图34查询结果显示（2）车辆的详细情况系统通过输入车辆牌照或摩托车牌照，可以直接连接车辆管理数据库，把显示相应的车辆的详细信息，方便用户通过牌照号码再使用其它的系统。（3）车流量统计车流量统计对经过警务查报站的车辆进行统计，可以按天或按月进行统计，统计信息以二维折线图和柱状图显示。（4）过往车辆查询。33系统设置系统管理是对用户、设备等相关数据进行设置，以便维护，有以下主要功能（1）系统设置系统设置完成停车场编号、保存识别结果的计算机IP地址、图片保存目录、图片大小设置等功能。图35系统设置（2）日志管理日志管理主要完成查询历史日志操作，并以列表的方式显示查询结果。日志列表中显示系统历史操作记录，比如操作功能、操作时间、操作用户、事件描述等。（3）设备管理设备管理主要对设备编号、IP地址等信息进行新增、修改、删除等操作。图36识别器设置第4章VDPR40D车牌自动识别器简介VDPR40D车牌自动识别器（如图31）是深圳市惟达智能技术有限公司开发的基于DSP硬件识别的车牌识别系统。图41车牌自动识别器产品外观本产品采用高速芯片作为识别算法的运行硬件平台，与传统的车牌识别系统不同，设备无需计算机即可实现车牌图像的采集、识别和测速，具有识别性能高、环境适应性强、安装维护简单等特点。无需改变目前已有的管理系统，可添加并运用于各类管理系统中，使其增加了车辆的车牌号码的智能识别能力，从而使整个系统更加强大，管理更加有效。基于硬件识别的车牌识别方式，使识别与管理相分离，管理软件只需接收识别器（盒）传输的识别结果，这使得该系统能更灵活地运用于各类管理系统，无需对管理软件进行大的改动即可灵活地加入或去除车牌识别功能。并且极大的克服了软件识别的传统方式中由于识别核心在管理软件中实现，从而对识别核心的任何改动或者改进都必须对整个管理软件进行调试、检查，工作量大、繁琐且极易造成系统故障甚至因资源占用过高而崩溃。本产品由于采用了以数字信号处理芯片作为算法运行的硬件平台，所有算法固化在硬件之中，因此可以脱离计算机实现其功能，使其具有极高的系统稳定性，并获得了更广阔的应用空间。本产品集成了车牌识别系统所必须的所有硬件和软件，不再需辅助的设备即可完成其功能。在硬件上，集成了图像采集模块、数字信号处理器、存储器、通信模块、温控模块、单片机等；在软件上，车牌识别设备集成了车牌定位、车牌字符切分、车牌字符识别、光学畸变校正、速度误差的非线性校正、视频测速等算法。由于采用纯硬件模式使其降低了对环境的要求，可以很容易安装、调试。41设备简介411接口说明视频接口2路CVBS模拟视频输入，BNC物理接口；2路CVBS模拟视频输出，BNC物理接口。通讯接口一个以太网接口，RJ45物理接口二个串口，DB9物理接口电源输入外接AC220电源输入。412高速硬件平台简介功能包括模拟视频输入，AD转换，视频图像计算和处理，数据及图片输出。主处理器TI公司生产的高速DSP。视频接口一路模拟视频输入接口，通过A/D模块，实现对视频图像的采集，PAL制式。一路模拟视频输出接口。设备将接收到的视频信号分频输出，以便连接硬盘录像等其他需要视频信号的设备。通信接口提供两种方式的数据传输方式，10/100M标准以太网接口及RS232串口。413软件模块简介本产品提供ACTIVEX软件接口，通过该接口获得车牌号码及车辆照片，也可读取或写入车牌自动识别相关信息。414设备使用简介本设备的前端与车道摄像机相连接，车道摄像机输出的模拟复合视频信号（兼容NTSC和PAL制式）接入本设备的视频输入端口，本设备即可完成对车道内通行车辆的号牌自动识别，无需地感线圈或红外光幕的触发。同时，本设备将输入的模拟复合视频信号进行放大、整形后输出，供其他需要视频信号的设备使用，例如硬盘录像等。本设备配置了RS232串口，可与GPRS或CDMA模块连接，以实现远距无线传输。设备通过串口输出识别结果时，输出信息包括号牌小图、号牌识别号码、号牌颜色和识别可信度。本设备还配置了一个10/100M以太网口，通过该网口输出识别结果时，输出信息包括车辆大图、号牌小图、号牌识别号码、号牌颜色和识别可信度。42设备特点421能适应不同光照在工程现场环境比较复杂，例如烟雾、雨雪、日光不同角度的照射、车灯以及大型广告牌等都有可能对识别设备造成干扰，特别是采用外触发方式的识别设备，其识别率严重依赖于所抓拍的图片，当抓拍的瞬间，车辆牌照处在受干扰位置，会造成误识别。我公司的车牌识别设备对视频图像进行逐帧实时处理，车辆在运动过程中，角度、光照是不断变化的，总会在某些时刻车牌是清晰的，一定会采集到一些车牌清晰的视频帧用于分析和识别，因此我公司的车牌识别设备对光线、气候的抗干扰能力极强。422能适应各种自然环境为适应环境温度的变化，本产品采用了宽温度范围的器件，并进行了大范围温度变化的实际测试，完全可以满足较大环境温度变化（4070）范围的应用。对于环境温度变化更大的地区，产品对内部温度采取半导体温度调节技术加以调整，可满足温度变化范围非常大地区的应用。同时具有很好的防雨、雪和高湿能力。423能够抓拍040公里/小时车速的车辆由于采用高速算法和高速的硬件平台，适应时速0200公里/小时的车速，使得车辆在超高速（闯关冲卡车辆）行驶或超低速行驶时都能准确识别车牌号码抓拍图片，避免了因高速或低速车辆通行监控点无法捕获的现象发生。424相对于应用系统的独立性因车牌识别技术是正在迅速发展的领域，车牌识别和车牌图片匹配的算法的性能提升也是永无止境的研究领域，车牌识别系统必须具有相对于应用系统独立的特性才能在系统调整、维护、算法升级等过程中不影响应用系统的运行，车牌识别系统的意外损坏也不会暂停系统的正常运行。425系统可靠性高由于对本产品嵌入式的软硬件结构进行了优化、综合设计，不仅增加了系统识别车牌的性能，也增加了系统的可靠性。由于不依赖于任何操作系统，具有很高的系统可靠性，并可在10毫秒内实现系统的复位，不会在意外情况下延误应用系统的运行。426丰富的接口能力本设备提供丰富的硬件接口，可两种连接方式，一种为有线方式连接，即现场串口和以太网接口，用户可以直接通过这两种接口取得当前识别结果数据；另一种为无线方式连接，即设备提供的MODEM串口可外接CDMA模块或GPRS模块，以利于用户在无法直接使用有线连接的场合下也能够方便地使用该设备。本设备也提供了丰富的软件接口，用户可以很方便地使用设备，以发挥设备强大的工作处理能力和应用便捷性。此外，还采用了开放底层协议，提供开发包，支持快速的二次开发和集成。427安装调试便捷设备是对视频图像的逐帧处理，而无须外界信号触发，所以不用埋设地感线圈来建立外界触发源，这样避免破坏路面和增加项目投资，也避免了工程安装使用中与触发装置的信号联调过程。识别单元与图像采集单元之间没有控制关系，图像采集单元向识别单元输出视频图像信号即可，在安装和调试过程中可以分段安装，逐段调试，过程可控。安装过程仅需调整好角度、焦距，识别单元设置好IP地址，视频电缆、电源线、网线连接好即完成安装调试，极为便捷。428远程维护与升级系统具有远程监控数据接口，可以在监控中心远程监控所有识别器的工作状态，并可以根据需要在中心修改设备配置，能够快速排查锁定故障，为提高故障处理速度提供依据。系统还支持远程在线升级，在必要时，可以在监控中心将所有线上设备直接升级，不必到现场逐一作调整，以节约维护成本。43设备性能指标和参数431技术指标在车牌整洁情况下，且行驶车牌无遮挡，平均字母和数字识别率可达到99以上；通过针对系统应用地区加强模板，可实现整牌识别率（含车牌汉字）达到98以上。单号牌识别时间94（整牌识别率完全正确号牌数/自然车流量）号牌检测率99允许车辆行驶速度080公里/小时输出图像分辨率720576设备输出接口RS232、RS485串口、10/100M以太网口无线传输方式ADSL、CDMA、GPRS、GSM输出信息车辆大图、号牌小图、号牌识别号码、号牌颜色和识别可信度432物理和电器参数机箱尺寸235MM140MM37MM平均无故障时间MTBF30000小时相对气压86KPA106KPA环境温度4070相对湿度590功耗10W工作电压AC220V1050HZ44与同类产品比较比较方面我公司产品同类产品识别模式基于视频流的多帧图像识别基于单帧图像识别算法模型智能模糊点阵识别算法，对车牌不清晰的识别准确率仍很高OCR/字型拓扑结构识别算法，对车牌不清晰的识别准确率很低触发方式纯视频触发，只要检测到车牌就能触发，不易出现故障地感线圈触发，容易出现多次触发、不触发、触发错误等故障传输方式提供RJ45网口和RS232串口两种方式只有RS232串口方式，传输速度慢，误码率高、安全性差识别速度和准确率采用了专用的DSP处理芯片作为运算核心，独立于计算机系统，避免了软件识别时其它程序运行占内存等的干扰，提高了运算速度，并且不受计算机系统稳定性的干扰，因而很大程度上提高了车牌的识别速度和识别准确率软件识别的车牌识别系统，在系统工作时，容易受到其它程序和计算机系统本身稳定性的干扰，影响车牌识别速度和识别率对相似字符识别能力如0、D、Q、O；B、8识别正确率几乎为100如0、D、Q、O；B、8很容易识别错误可靠性、稳定性高速DSP嵌入式硬件平台和专用的操作系统内核，以此作为算法的硬件基础，同时核心函数采用手工汇编，非常适宜于户外全天侯运行，具有极高的系统稳定性和环境适应性采用软件方式识别车牌号码的传统结构显然占用CPU资源和内存，特别是同时识别多路车道车牌号码，因计算机大量的运算极易造成死机、系统不稳定甚至系统崩溃等情况的发生对车辆速度速度达到180KM/H时，整牌识别率仍速度高于一定值时，识别率急剧下降要求然不低于93系统扩展、集成能力硬件识别的方式，其识别核心位于前端，使识别与处理相分离，这使得其能更灵活地运用于各类系统，无需对处理软件进行大的改动即可灵活地加入或去除车牌识别功能。对识别核心的改进也仅需将识别内核换装成高版本的系统，而无需对处理软件作任何改动，处理软件只需通过网络接收硬件的识别结果即可软件识别的传统方式中由于识别核心在处理软件中实现，从而对识别核心的任何改动或者改进都必须对整个处理软件进行调试、检查，工作量大、繁琐且极易造成系统故障甚至崩溃。摄像机及补光要求对摄像要无特殊要求，且可利用原有系统的摄像机采用普通卤素灯或LED补光，当环境变化如光线、天气等时识别率基本无影响对摄像机的性能要求很高，且很多都要求专用摄像机，因对摄像机进行相关硬件开发，造成摄像机无法保修采用闪光灯或其它补不，使用寿命短，仍然可能受光线、天气等问题影响安装与维护安装简单，只需