智能停車場車牌識别系統設計方案

第一章           背 景

随着科技經濟的不斷發展，汽車開始普及普通的家庭，大量的車輛爲停車場的管理帶來了新的問題。傳統的停車場管理主要通過給進入車場的車輛分發IC卡，記錄車輛進出時間，作爲計費(fèi)的主要依據，不管是(shì)固定車輛還是(shì)臨時車輛，進出停車場都必須在出入口停車刷卡後，才能進出停車場，在車輛出入繁忙的時段，這種管理方式往往造成塞車的現(xiàn)象，耽誤車主寶貴的時間。

針對以上現(xiàn)象，我公司有限公司推出了全新管理理念，利用車牌識别技術取代傳統的IC卡技術，解決車輛進出時必須停下刷卡而造成的停車場進出口塞車現(xiàn)象。

第二章           關于車牌識别技術

車牌識别技術（License Plate Recognition， LPR）以計算機技術、圖像處理技術、模糊識别爲基礎，建立車輛的特征模型，識别車輛特征，如号牌、車型、顔色等。它是(shì)一個以特定目标爲對象的專用計算機視覺系統，能從一幅圖像中自動提取車牌圖像，自動分割字符，進而對字符進行識别，它運用先進的圖像處理、模式識别和人工智能技術，對采集到的圖像信息進行處理，能夠實時準确地自動識别出車牌的數字、字母及漢字字符，并直接給出識别結果，使得車輛的電腦化監控和管理成爲現(xiàn)實。

我公司識别核心汲取了國外及目前車牌識别算法的精華，并在此在基礎上作了優化和改進，使得定位及識别的速度及準确性得到了很大的提升，特别是(shì)對光照的要求，因爲過多地依賴環境無疑對安裝及推廣應用形成了障礙。由于安裝位置的不固定性，車牌的反光，逆光，背光等因素将直接影響車牌的識别，改進過的算法對以上車牌的識别得到了很大提升。      

 DLL的集成識别模塊形式和綠色免安裝爲客戶集成帶來了許多的便利，在線(xiàn)的及時學習及即時加入技術可以識别新的車牌漢字及即時提升識别的準确率。

第三章           系統建設

 3.1 系統作業流程圖

說明：

    1）車輛進入：

①、車輛駛入車牌攝像機抓拍區域，觸發地感線(xiàn)圈。

②、車牌識别系統自動抓拍車輛的的圖像并識别出車牌識号，然後通過檢索數據庫得出車輛類别。

③、顯示屏顯示該車的有效期（貴賓車或月租車）或餘額（儲值車），歡迎光臨等提示語。

④、語音播放(fàng)識别出來的車牌，歡迎光臨等提示語。

⑤、如果非滿位或該車屬固定車輛情況，閘機放(fàng)行，同時記下車輛進入時間。車輛越過進口，駛入停車場内，車位顯示屏刷新車位。

整個過程自動完成，無須工作人員(yuán)幹預。車輛一直處于行駛狀态，無段暫停。

2）車輛離(lí)開：

①、車輛駛入車牌攝像機抓拍區域，觸發地感線(xiàn)圈。

②、車牌識别系統自動抓拍車輛的的圖像并識别出車牌識号，然後通過檢索數據庫得出車輛類别。

③、顯示屏顯示該車的有效期（貴賓車或月租車）或餘額（儲值車），收費(fèi)金額（臨時車），祝您一路順風等提示語。

④、語音播放(fàng)識别出來的車牌，祝您一路順風等提示語。

⑤、如果該車屬固定車輛情況，閘機自動啓竿放(fàng)行。電腦調出該車入場時的抓拍圖像，入場時間等。如果是(shì)臨時停車，則車輛須暫停交費(fèi)方能離(lí)開，這點和IC卡方案相(xiàng)同。如果車輛被列入黑名單，不管是(shì)臨時還是(shì)固定車輛，閘機不會打開，同時系統都會發出報警信号，通知(zhī)工作人員(yuán)注意。

⑥、車輛越過進出口，駛入離(lí)開停車場，系統記下車輛離(lí)開時間，車位顯示屏刷新車位。

3.2 系統基本功能及特點

固定車輛全自動化管理，臨時車輛半自動化管理，減少車輛通行時間，爲車主争取時間，智能化管理。

①、免去(qù)讀卡器安裝、維護帶來的麻煩。

②、車主無須擔心用IC卡掉失造成的麻煩。

③、獨特滾動式LED中文電子顯示屏提示，使車主和管理者一目了然。

④、減少工作人員(yuán)，效率高。

⑤、省去(qù)IC卡的費(fèi)用，同時無須擔心IC卡不足的問題。

⑥、可與警方報警系統聯動運行，有效打擊違法車輛，協助社會治安管理。

⑦ 、有防擡杆、全卸荷、光電控制、帶準确平衡系統的高品質擋車道閘。

⑧、可靠性和适應性的數字式車輛檢測系統。

⑨、砸車裝置可保證無論是(shì)進場車輛或發生倒車的車輛，隻要在閘杆下停留，閘杆就不會落下。

3.3 系統基本設施及特點

如圖

1）全自動擋車道閘

①、特别設計一套卸荷裝置，以防止外力損壞；

②、行程控制以光電開關代替機械行程開關；

③、特别設計一套平衡機構，确保運行輕快、平穩、輸入功率小；

④、增設緊急手動裝置，以防止意外事件的發生；

⑤、增設一套防砸車控制系統，确保車輛安全；

⑥、全電路無觸點控制系統，确保車輛安全。

2）數字式車輛檢測器

①、以數字量邏輯判斷代替傳統的模拟量開關判斷，确保判斷的準确性；

②、全天候性能設計，排除了外界環境變化對系統影響（天氣變化、使用時間變化等）；

③、感應量靈活調節，确保客戶對不同車輛的判别要求；

④、快速反應設計，适應大車流量的運行系統；

⑤、智能邏輯判斷，确保各類複雜(zá)組合的判斷。

3）中文電子顯示屏

①、采用全進口LED發光管，确保亮度；

②、采用全進口集成塊和單片機，确保編程可靠，修改方便；

③、全中文滾動顯示，内容豐富；

④、防雨(yǔ)式設計，确保全天候可靠運行；

⑤、闆塊式設計，維修，更換便捷，且不影響系統的運行；

⑥、深色底設計，增加顯示亮度。

4）電腦

負責整個系統的控制和管理，包括車牌抓拍識别，起落閘竿。采用工控機，性能穩定，容易擴容。大容量内存和超大容量硬盤，使系統數據儲存量達3年以上，采用Intel CPU 2.0GHZ 以上，使系統快速處理數據。

5）補光設備

光線(xiàn)不足的環境中必需使用補光燈。補光設備可選用LED燈或泛光燈。泛光燈單車道補光的功率≤150W， N個車道補光的功率≤N*150W。LED補光燈采用高亮發光二極管（LED）來制作的，他有運行穩定，發熱量低，低能耗，使用壽命長的特點。現(xiàn)在一般的使用的高亮發光二極管都是(shì)5mm。

6）車輛監控攝像機

   全天候機24小時監控，采用1/2’高性能CCD，精确抓拍車輛圖像，爲系統提供高質量的圖像以滿足車牌識别系統需要，具備強光抑制功能，确保夜晚同标能拍攝到車輛的前景圖像。

第四章           軟件管理系統

4.1 系統管理流程圖

後台管理系統

電腦及軟件

顯示器

UPS

UPS

電腦及軟件

顯示器

中文電子顯示屏

防砸車控制器

全自動擋車道閘

數字式車輛檢測器

通行車輛

攝像機抓拍

全自動擋車道閘

防砸車控制器

中文電子顯示屏

語音提示機

4.2系統軟件組成

車牌識别系統+收費(fèi)管理系統。

1)車牌識别系統

車牌識别模塊屬于純軟件識别方式，系統可根據車輛全景圖片及特征圖片，完成車輛特征的判斷，結合觸發機制，系統提供車輛行駛方向、經過時間、地點、車輛類型、車牌号碼等基本信息。

車牌識别模塊技術參數

①、視頻(pín)觸發捕獲率：

監控區域内對5km/h～160km/h行駛的車輛圖像捕獲率達99%以上。

②、車輛号牌識别準确率：

白天車輛号牌識别準确率大于95%；夜間車牌識别準确率90%以上。

③、車牌捕獲類型：

可識别02式牌照（GA 36.1-2001）；92式牌照（GA 36-92）；軍車牌照；警車牌照；武警車牌照；港澳車内地牌照；使館車輛等牌号。如出現(xiàn)新型車輛牌号，系統建設單位應免費(fèi)升級軟件。

⑤、車牌顔色識别

系統對彩色（要求顔色）及黑白車牌的顔色（不要求顔色）均能有效的識别。

⑥、升級

車牌識别模塊可以動态地添加一些新的漢字，以提高程序的健壯及包容性，并且可以通過後台服務器進行升級。

2) 收費(fèi)管理系統

ParkWatch-2008感應式智能停車場系統采用車牌識别系統開發研制而成，它将計算機視覺技術、神經網絡系統技術、機械、電子自動化設備、計算機以及智能卡技術有機的結合起來，從而對各類出入車輛進行有效的管理。

SW2008(C)智能停車場系統軟件是(shì)基于Microsoft Windows 2000、Borland C++ Builder 6.0、Microsoft IE 6.0平台開發而成的圖形化中文版應用程序，采用穩定可靠的大型數據庫軟件Microsoft SQL Server 2000。

操作界面統一，全程在線(xiàn)幫助，超強的兼容性。車牌自動識别，實時監視，語音報價，個性化語音，車位提示，萬能化收費(fèi)标準，報表詳盡（可打印輸出四十種報表），車輛管理完善，自由組合權限控制。

第五章技術指标

1）環境條件

①、環境溫度：-20℃～+60℃

②、環境濕度：5%～95%

③、使用環境：室内外全天候條件

2）自動道閘

①、外形尺寸：355×240×1010

②、升降時間：4秒左右(可調)

③、電源：220V，50Hz

④、功率：0.25KW

⑤、閘杆：3—6M

⑥、通信接口：符合RS-232/485标準

3）車輛檢測器

①、線(xiàn)圈感應：50H-2H

②、線(xiàn)圈激磁頻(pín)率：300Hz～250Hz

4）車牌攝像機要求

①、信号系統：PAL制式

②、成像器件：1/2"高性能CCD

③、自動光圈鏡頭(F1.6～3.2)，鏡頭焦距3.3～ 50mm

④、有效像素：480×640 到 768×576 之間

⑤、清晰度：彩色：480線(xiàn)，黑白570線(xiàn)

⑥、最低照度：彩色0.05 Lux以下，黑白0.01 Lux以下

⑦、電子快門：AES：1/50-1/100,000sec

⑧、信躁比：≥52dB，AGC OFF

⑨、具備防雷功能和強光抑制功能

⑩、典型推薦：FUTER 208H 1/2’ CCD ( 帶強光抑制，夜間可有效壓制車前大燈)或JVC TK-1480 1/2 CCD

5）圖像采集卡

可選用市場上流行的普通采集卡，推薦采用天敏VC4000視頻(pín)卡。标準PAL、NTSC制彩色／黑白視頻(pín)信号輸入。具體路數按實際要求定。

6）車輛拍攝畫面

①、采集的畫面大小應該在640*480到768*576之間

②、車牌在畫面中的寬度應該占畫面的1/6至1/3

③、車牌兩邊應盡量與水平垂直

④、示例：拍攝符合标準的車牌圖片

7）車牌識别工作機

要求最好使用工控機，工控機要比普通商用機在穩定性與擴展性方面強。想理配置如下：

①、微處理器：　　　　　不低于英特爾奔騰2.0GHZ

②、前端系統總線(xiàn)：　　　不低于1GHz外頻(pín)

③、主闆芯片組：        不低于INTEL 865芯片組

④、内存：              不低于512MB DDR400 

⑤、顯存：　　　　　　　不低于64MB

⑥、硬盤：              不低于 120GB

8）收費(fèi)車道車輛攝像機立杆

收費(fèi)車道上的車牌識别攝像機要求在安裝在各收費(fèi)車道的安全島上。  

安裝設計圖如下：

①、立杆采用熱鍍鋅鋼杆，壁厚：>4.5mm；

②、立杆設計風速：抗12級台風；

③、立杆防曬、防水、耐溫；

④、立杆高度爲1.5M，高度可結合現(xiàn)場而調改；

⑤、立杆底闆用兩組四向16厘六角镙絲鎖固定杆身；

⑥、立杆本身之結構強度須經生産廠家校驗後方可生産；

⑦、頂端設備承重量：20Kg。

⑧、外觀：銀灰色；

⑨、防護等級：IP66

⑩、立杆與觸發地感線(xiàn)圈之間的距離(lí)在5.5-6.5米之間。

9)車道寬度要求

由于拍攝及識别的要求，對于車道的寬度要求不能太寬，推薦車道寬度在2.5至3米之間，對于超寬車道，必須采用隔離(lí)或者設計成多車道的方式。

方案提出背景

    停車場内車輛丢失

    未經授權的車輛擅自進入車場。

    收費(fèi)漏洞太大，無法避免人情車的進入，如何更好的堵塞資金漏洞。

    停車場管理人員(yuán)太多，成本過高。

    每天上下班時，車流量太大，填單、收費(fèi)太慢(màn)，效率較低，車主不滿。

    提高物業管理的管理水平，提高小區、大廈的檔次。

方案達到的功能

    入口寫入車牌号碼到通行卡，出口要匹配通行卡記錄的車牌号碼與所駛出車輛的車牌是(shì)否一緻，一緻放(fàng)行，不一緻報警提示，讓保安處理，這樣可以有效防止停車場内車輛丢失的現(xiàn)象。

    内部車輛自動放(fàng)行，提高通行的效率，外部車輛報警提示，讓保安人員(yuán)決定是(shì)否放(fàng)行，有效提高停車場或小區的安全。

    采用多級權限控制設計，防止人爲修改收費(fèi)數據，杜絕任何形式的收費(fèi)失誤與作弊；可根據進入時間和駛出時間，全自動的計算停車金額，提高收費(fèi)的效率和更好的堵塞收費(fèi)流失。

    具備專用數據庫管理系統，實時處理作業員(yuán)收費(fèi)數據、異常收費(fèi)數據及系統管理、卡片管理數據；具備車輛信息統計分析系統，顯示并打印各種統計報表資料，爲管理人員(yuán)的查詢與管理提供全方位的服務；提高管理效率，可以節約管理人員(yuán)，降低運作的成本。

    系統與外圍設備（拉杆機、報警、讀寫卡器、顯示屏、打印機）全自動聯動，提高系統的智能管理。

    車牌号碼自動識别是(shì)智能停車場管理系統最基本的組成構件之一。以自動的車牌号碼識别爲基礎，可對車輛進行自動登記、驗證、監控、報警等，并與停車場的外圍設備聯動，達到停車場智能管理。利用現(xiàn)有的管理電腦裝入核心車牌号碼識别算法，既能實時的監控停車場入口與出口的實時視頻(pín)圖像，又(yòu)能抓拍入口和出口的車輛圖像并自動識别車牌号碼。本公司一直以來從事圖像采集、圖像處理、圖像分析、車牌定位、車牌切分、車牌識别等技術的研發與應用，車牌識别算法提高一定的程度後，公司又(yòu)專心的投入能自動根據車牌亮度調光的智能攝像機，因爲有好的車牌圖像質量，才能更好的保證車牌号碼的識别，又(yòu)根據不同的應用地區（因爲車牌的材料不一樣，車牌的反光程序不一樣），專心投入補光燈的設計。隻有不斷提高車牌識别的算法，保證高的車牌識别率、不斷改進攝像機的調光算法，提供高質量車牌亮度圖像、不斷完善各地的不同的補光方案，才能整體的提高産品的識别率和穩定性，并不斷熟悉停車場的外圍設備，不斷研發與這些外圍設備的接口電路和協議(yì)，很容易就能驅動控制外圍設備，使智能停車場更容易實現(xiàn)全智能管理。

一般應用方案：

    記錄駛入和駛出小區或停車場所有車輛的車牌号碼和通行時間，系統的目的性是(shì)供事後查詢用。

    小區内部車輛數據庫的建立，實現(xiàn)黑白名單報警或放(fàng)行，系統的目的性是(shì)提高駛入和駛出小區的車輛通行率，減少值班人員(yuán)的工作強度。

    系統自動識别所有駛入. 駛出小區車輛的車牌号碼，連動道閘機.讀卡器.報警器等停車場相(xiàng)關設備實行自動放(fàng)行或攔截并報警，系統的目的性是(shì)防止偷竊車輛，提高收費(fèi)人員(yuán)的工作效率和減少他們的舞弊行爲。