車牌識別系統(tǒng)(Vehicle License Plate Recognition，VLPR) 是計(jì)算機(jī)視頻圖像識別技術(shù)在車輛牌照識別中的一種應(yīng)用。
       

前言

   隨著現(xiàn)代化管理手段的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，用戶對停車場管理的要求越來越高。過去的人工管理方式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的需要，針對目前快節(jié)奏，高速度的工作模式，要求管理方法和制度要有一個根本的改善，這種改善不但要適應(yīng)用各種特殊停車場、大院及政府機(jī)關(guān)的需求，也要適應(yīng)社會的需求，要適應(yīng)人的感官的需求和習(xí)慣性操作的需求。但是目前任何高科技產(chǎn)品都不能完全代替人類的手工操作，不能完全取代人的思維，更不能與人的思維方式相吻合。因此我們在做自動化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時，要盡可能地強(qiáng)調(diào)自動化手段，但又不可忽略人工干預(yù)的因素，二者巧妙地結(jié)合起來，可達(dá)到事半功倍的效果。

   我們的目標(biāo)是為用戶的停車場車輛管理提供一個車牌識別功能的解決方案。我們一直采用更先進(jìn)的車牌識別技術(shù)。著重考慮了識別的準(zhǔn)確性，及車牌自動識別器在各種停車場車輛管理系統(tǒng)中的靈活嵌入，既考慮到用戶的需求，又囊括了各種高科技技術(shù)，而且增加了一些管理手段，盡可能地為用戶提供完善一個的停車場車輛管理系統(tǒng)。

產(chǎn)品簡介

   YDYL-16車牌自動識別器是采用基于DSP軟件識別技術(shù)的車牌號碼識別系統(tǒng)。本產(chǎn)品采用高速芯片作為識別算法的運(yùn)行軟件平臺，與傳統(tǒng)的車牌識別系統(tǒng)不同，設(shè)備無需計(jì)算機(jī)即可實(shí)現(xiàn)車牌圖像的采集、識別和測速，具有識別性能高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、安裝維護(hù)簡單等特點(diǎn)。無需改變目前已有的管理系統(tǒng)，并可添加并運(yùn)用于各類管理系統(tǒng)中，使其增加了車輛的車牌號碼的智能識別能力，從而使整個系統(tǒng)更加強(qiáng)大，管理更加有效。

   基于軟件識別的車牌識別方式，使識別與管理相分離，管理軟件只需接收識別器（盒）傳輸?shù)淖R別結(jié)果，這使得該系統(tǒng)能更靈活地運(yùn)用于各類管理系統(tǒng)，無需對管理軟件進(jìn)行大的改動即可靈活地加入或去除車牌識別功能。并且極大的克服了軟件識別的傳統(tǒng)方式中由于識別核心在管理軟件中實(shí)現(xiàn)，從而對識別核心的任何改動或者改進(jìn)都必須對整個管理軟件進(jìn)行調(diào)試、檢查，工作量大、繁瑣且極易造成系統(tǒng)故障甚至因資源占用過高而崩潰。

   本產(chǎn)品由于采用了以數(shù)字信號處理芯片作為算法運(yùn)行的軟件平臺，所有算法固化在軟件之中，因此可以脫離計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)其功能，使其具有極高的系統(tǒng)穩(wěn)定性，并獲得了更廣闊的應(yīng)用空間。

   本產(chǎn)品集成了車牌辨識系統(tǒng)所必須的所有硬件和軟件，不再需輔助的設(shè)備即可完成其功能。在硬件上，集成了圖像采集模塊、數(shù)字信號處理器、存儲器、通信模塊、溫控模塊、單片機(jī)等；在軟件上，車牌識別設(shè)備集成了車牌定位、車牌字符切分、車牌字符識別、光學(xué)畸變校正、速度誤差的非線性校正、視頻測速等算法。由于采用純軟件模式使其降低了對環(huán)境的要求，可以很容易安裝、調(diào)試。

產(chǎn)品特點(diǎn)

   1.1 對不同光照的適應(yīng)能力

   在工程現(xiàn)場環(huán)境比較復(fù)雜，例如：煙霧、雨雪、日光不同角度的照射、車燈以及大型廣告牌等都有可能對識別設(shè)備造成干擾，特別是采用外觸發(fā)方式的識別設(shè)備，其識別率嚴(yán)重依賴于所抓拍的圖片，當(dāng)抓拍的瞬間，車輛牌照處在受干擾位置，會造成誤識別。

我公司的車牌識別設(shè)備對視頻圖像進(jìn)行逐幀實(shí)時處理，車輛在運(yùn)動過程中，角度、光照是不斷變化的，總會在某些時刻車牌是清晰的，一定會采集到一些車牌清晰的視頻幀用于分析和識別，因此我公司的車牌識別設(shè)備對光線、氣候的抗干擾能力極強(qiáng)。

   1.2 對自然環(huán)境的適應(yīng)能力

   為適應(yīng)環(huán)境溫度的變化，本產(chǎn)品采用了寬溫度范圍的器件，并進(jìn)行了大范圍溫度變化的實(shí)際測試，完全可以滿足較大環(huán)境溫度變化（-40℃~70℃）范圍的應(yīng)用。對于環(huán)境溫度變化更大的地區(qū)，產(chǎn)品對內(nèi)部溫度采取半導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)技術(shù)加以調(diào)整，可滿足溫度變化范圍非常大地區(qū)的應(yīng)用。同時具有很好的防雨、雪和高濕能力。

   1.3 對闖關(guān)車輛和超低速行駛車輛的適應(yīng)能力

   由于采用高速算法和高速的軟件平臺，適應(yīng)時速200公里/小時的車速，使得車輛在超高速（闖關(guān)沖關(guān)車輛）行駛或超低速行駛時都能準(zhǔn)確識別車牌號碼抓拍圖片，避免了因高速車輛通行路口無法捕獲的現(xiàn)象發(fā)生。

   1.4 相對于應(yīng)用系統(tǒng)的獨(dú)立性

   因車牌辨識技術(shù)是正在迅速發(fā)展的領(lǐng)域，車牌號碼識別和車牌圖片匹配的算法的性能提升也是永無止境的研究領(lǐng)域，車牌辨識系統(tǒng)必須具有相對于應(yīng)用系統(tǒng)獨(dú)立的特性才能在系統(tǒng)調(diào)整、維護(hù)、算法升級等過程中不影響應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行，車牌辨識系統(tǒng)的意外損壞也不會暫停系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

   1.5 具有很高的系統(tǒng)可靠性

   由于對本產(chǎn)品嵌入式的軟硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化、綜合設(shè)計(jì)，不但增加了系統(tǒng)辨識車牌的性能，也增加了系統(tǒng)的可靠性。由于不依賴于任何操作系統(tǒng)，具有很高的系統(tǒng)可靠性，并可在10毫秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，不會在意外情況下延誤應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行。

   1.6 具有很強(qiáng)的接口能力

   提供ActiveX軟件接口，通過TCP/IP及USB自動與識別器連接，并通過屬性或事件觸發(fā)獲取車輛通過信息。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)指標(biāo)

系統(tǒng)工作流程

說明如下：

   每個出入口的保衛(wèi)室設(shè)置一臺工控機(jī)（前端管理主機(jī)），它接收SXH-LPR01車牌自動識別器發(fā)來的車牌識別結(jié)果和圖像信息。室外屏幕顯示分兩部分，左半部可接收由SXH-LPR01車牌自動識別器識別結(jié)果，直接顯示車牌號碼，右半部接收由前端機(jī)處理后的結(jié)果，直接顯示車輛“放行”或“禁行”。將此車牌較為詳細(xì)的信息顯示在哨位旁的顯示器上。

然后前端管理主機(jī)將相關(guān)信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)至服務(wù)器的管理系統(tǒng)。由中心管理系統(tǒng)將相關(guān)內(nèi)容及數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔處理，并存入數(shù)據(jù)庫（采用SQL SERVER 2000數(shù)據(jù)庫）建立查詢系統(tǒng)及供出口時對比使用。在中心控制室，設(shè)置一臺服務(wù)器和一臺管理員使用的PC機(jī)，可用于管理和查詢。

   車輛進(jìn)入小區(qū)

   當(dāng)有車輛駛近小區(qū)大門時，系統(tǒng)自動檢測到車輛的駛近，自動抓拍車輛照片，并識別出該車輛的車牌號碼，無須地感觸發(fā),記錄入?yún)^(qū)時間、車牌號碼、車輛照片，然后通過查詢數(shù)據(jù)庫內(nèi)的登記車輛記錄，確定該車的類型（本區(qū)車輛或外來車輛）。根據(jù)車輛類型的不同可采取不同的控制策略，主要可以分為以下的兩種情況：

   1、本小區(qū)登記車輛——屏幕顯示對應(yīng)的車主門牌號，車位以及當(dāng)前車位的使用情況和費(fèi)用交納情況，系統(tǒng)抬閘放行。對于B區(qū)車輛進(jìn)入A區(qū)時的管理等同于本區(qū)車輛。

   2、外來車輛（無本區(qū)車位）——可通過門崗確認(rèn)后放行或換發(fā)臨時卡放行等，屏幕顯示外來車輛。

   具體流程圖如下所示：

   車輛駛出小區(qū)

   當(dāng)有車輛駛近小區(qū)出口時，系統(tǒng)能自動檢測到車輛的駛近，并自動抓拍車輛照片，自動識別出該車的車牌號碼，無須地感觸發(fā)識別,記錄出區(qū)時間、車牌號碼、車輛照片，然后通過查詢數(shù)據(jù)庫內(nèi)的登記車輛記錄，確定該車的類型（本區(qū)車輛或外來車輛）。根據(jù)車輛類型的不同可采取不同的控制策略，主要可以分為以下兩種情況：

   本小區(qū)登記車輛——屏幕顯示車輛圖像、車牌號、入?yún)^(qū)日期和時間、出區(qū)日期和時間、對應(yīng)的車主門牌號等信息，按用戶設(shè)定或物管要求采取自動放行或提示刷卡、進(jìn)行雙重驗(yàn)證放行。

   外來車輛——根據(jù)車輛性質(zhì)（出租車、送貨車、公務(wù)車和社會車輛）的不同，確定不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)（主要有免費(fèi)、按時計(jì)費(fèi)、按次計(jì)費(fèi)等），結(jié)合該車停車時間確定該車的收費(fèi)金額。然后可通過門崗確認(rèn)后放行或收回臨時卡放行等，屏幕顯示外來車輛以及記錄的車牌號、車輛照片、卡號、入?yún)^(qū)時間、出區(qū)時間、收費(fèi)金額等。

   具體流程圖如下所示：

車牌識別系統(tǒng)安裝圖示

   車牌自動識別器安裝在檢測車道一側(cè)，每個出入口架設(shè)一個高度為1.2～1.5米的鋼管，在鋼管頂部位置各安裝一套攝像機(jī)，攝像機(jī)鏡頭指向車道前方約5.5米的地面處對準(zhǔn)車牌。

   具體安裝位置如下圖所示：