宋先兵

摘要：車牌識別技術(shù)作為一項(xiàng)先進(jìn)的停車管理技術(shù)，具有許多智能化功能，如自動驗(yàn)證用戶身份、自動計(jì)算車位數(shù)、自動登錄、自動報(bào)警等功能，可以有效提高車輛管理水平，提升車輛管理的經(jīng)濟(jì)效益以及社會效益，因此本文主要探討了車牌識別系統(tǒng)在停車管理中的應(yīng)用，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供幫助。

關(guān)鍵詞：智能停車場管理；車牌識別；系統(tǒng)應(yīng)用

中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）34-0154-03

1 目前現(xiàn)狀

目前，大部分車輛管理采用近距離讀卡方式，必須停車伸手刷卡，上下坡道停車刷卡容易造成溜車、碰撞等事故，并且停車場卡片屬于一種耗材，后期添加需要購買，還涉及丟卡、壞卡、借卡等情況引發(fā)的經(jīng)濟(jì)糾紛，在以車牌識別為主導(dǎo)的智能車輛管理系統(tǒng)中不會出現(xiàn)此類情況，立體高清車牌識別系統(tǒng)主要通過車牌識別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對進(jìn)出車輛車牌信息的識別，每一輛出入停車場的車輛均有出入圖片匹配，由系統(tǒng)軟件根據(jù)收費(fèi)方案核算收費(fèi)金額并顯示在崗?fù)す芾沓绦蚪缑嫔希恍枰硇匈徺I任何耗材，只需將車輛的車牌信息下載到立體高清車牌識別攝像機(jī)上即可，車輛進(jìn)出場時(shí)可以實(shí)現(xiàn)不停車通行。

整套系統(tǒng)使用簡單、維護(hù)方便、穩(wěn)定性強(qiáng)，采用TCP＼IP網(wǎng)絡(luò)通訊，布線簡單、方便，大大減少了施工難度，便于設(shè)備的調(diào)試及維護(hù)。此外，系統(tǒng)還將車牌的人工比對升級到自動識別，提升了立體高清車牌識別攝像機(jī)圖像的清晰度、處理速度和圖像智能分析能力，有效控制了一卡多用和保安亂收費(fèi)等現(xiàn)象。

2 車牌識別系統(tǒng)介紹

2.1立體高清車牌識別攝像機(jī)

立體高清車牌識別攝像機(jī)是停車場專用攝像機(jī)，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地自動識別出車牌的數(shù)字、字母、漢字字符，并直接給出識別結(jié)果。同時(shí)管理者還可以通過抓拍到的圖片識別出車輛特征，如車型、顏色等。立體高清車牌識別攝像機(jī)采用百萬像素高清識別技術(shù)，可在室外惡劣環(huán)境下使用，穩(wěn)定可靠。立體高清車牌識別，可脫機(jī)工作，提供H.264、MPEG4、MJPEG的實(shí)時(shí)碼流，結(jié)合高性能的視頻壓縮算法，使圖片傳輸更加流暢。立體高清車牌識別攝像機(jī)調(diào)試可結(jié)合IE瀏覽器（Internet Explore）來完成，操作簡單方便，可實(shí)現(xiàn)不停車通行。

一體化：立體高清車牌識別攝像機(jī)內(nèi)部集成了所需的硬件和軟件，不需輔助的設(shè)備即可完成其功能。一體化的結(jié)構(gòu)形式使得立體高清車牌識別攝像機(jī)增加了系統(tǒng)的的適應(yīng)性、穩(wěn)定性，方便了安裝、調(diào)試及維護(hù)。

嵌入式：立體高清車牌識別攝像機(jī)內(nèi)部將所有算法固化在硬件之中，因此可以脫離計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立工作，得到了更廣闊的應(yīng)用空間。

車牌識別：立體高清車牌識別系統(tǒng)將出入車輛的車牌信息作為車輛管理的唯一考證，自動抓拍出入車輛的圖像，自動識別車牌信息，通過對出入車輛的識別結(jié)果比對來判斷車輛是否為有效車輛。

2.2 系統(tǒng)的應(yīng)用

聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用指的是“立體高清車牌識別攝像機(jī)”在每個(gè)出入口聯(lián)網(wǎng)工作，上位機(jī)識別方式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，并以車牌號作為唯一的數(shù)據(jù)標(biāo)識進(jìn)行車輛的管理。通過對各個(gè)出入口的“立體高清車牌識別攝像機(jī)”識別結(jié)果的比對來進(jìn)行判斷和收費(fèi)，停車時(shí)間和停車費(fèi)用根據(jù)對應(yīng)的收費(fèi)方案計(jì)算并顯示在崗?fù)す芾沓绦蚪缑嫔希瑫r(shí)可以配置輔助LED顯示屏和語音播報(bào)。

2.2.1 無卡出入停車場、臨時(shí)車收費(fèi)

主要針對校區(qū)或單位開放式停車場，可適用于其他停車場。對固定（長期）車輛與臨時(shí)車輛共用出入口進(jìn)行統(tǒng)一管理。在入口和出口安裝“立體高清車牌識別攝像機(jī)”，自動識別并判斷車牌是固定用戶還是臨時(shí)用戶，在車輛入場時(shí)得到識別結(jié)果并通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)將識別出的車輛信息傳送到停車場各出口，出口將識別結(jié)果和基礎(chǔ)信息顯示。

2.2.2 出入口實(shí)時(shí)監(jiān)控

系統(tǒng)崗?fù)こ绦蛏蠈?shí)時(shí)顯示出入口的監(jiān)控圖像，使停車場的管理形成方便，安全，高效的控制體系。

2.2.3 出口自動計(jì)費(fèi)

此項(xiàng)功能必須保證網(wǎng)絡(luò)的暢通，停車場出入口設(shè)備實(shí)時(shí)在線，主要用于停車場出入口處已安裝“立體高清車牌識別攝像機(jī)”的停車場收費(fèi)系統(tǒng)，通過收費(fèi)系統(tǒng)軟件，入口處的“立體高清車牌識別攝像機(jī)”將識別的結(jié)果傳遞給出口，出口處的“立體高清車牌識別攝像機(jī)”得到識別結(jié)果并根據(jù)收費(fèi)方案自動計(jì)算出應(yīng)繳納的收費(fèi)金額，防止內(nèi)部工作人員作弊，有效地避免了應(yīng)收款的流失。

2.2.4 數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計(jì)及車牌模糊查詢

此項(xiàng)功能必須保證網(wǎng)絡(luò)的暢通，停車場出入口設(shè)備實(shí)時(shí)在線，隨時(shí)可以用來統(tǒng)計(jì)收費(fèi)金額，進(jìn)行車牌的模糊查詢。

2.2.5 車牌圖像匹配

1） 相同車牌：完全相同的車牌直接匹配，崗?fù)こ绦颉俺隹谕ǖ馈迸c“對應(yīng)入場”窗口顯示匹配的圖片結(jié)果。

2） 近似車牌：完全在客觀條件影響下如（ 暴雨、暴雪、大霧天氣等）造成的車牌識別不匹配，在對應(yīng)入場圖片下方是自動列出的近似車牌信息條，管理人員可以人工查找系統(tǒng)沒有識別上的相似的車牌，在近似車牌信息條上快速找到對應(yīng)的車牌，進(jìn)行車牌匹配。以供管理人員進(jìn)行人工比對保證車輛的安全。

3） 無牌車輛：當(dāng)無牌車輛入場時(shí)，車輛進(jìn)入車場出入口區(qū)域時(shí)觸發(fā)地感線圈，“立體高清車牌識別攝像機(jī)”自動抓拍車輛的圖像，并將車輛信息傳至服務(wù)中心無牌車輛數(shù)據(jù)庫，顯示在崗?fù)こ绦蚱聊粺o牌車信息條上，管理人員可人工根據(jù)車輛圖像調(diào)出該車對應(yīng)入場的信息。以供管理人員進(jìn)行人工比對保證車輛的安全。

2.2.6 系統(tǒng)管理功能由管理計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用全網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)，為了保證系統(tǒng)的可靠性，必須保證網(wǎng)絡(luò)的安全和暢通。出入口的“立體高清車牌識別攝像機(jī)”與控制管理計(jì)算機(jī)之間采用網(wǎng)絡(luò)的方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像的傳送。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)目的和優(yōu)勢

3.1需求分析

針對高校校門出入口道閘系統(tǒng)進(jìn)行改造，初步設(shè)計(jì)在各大門增設(shè)車牌識別系統(tǒng)，進(jìn)口實(shí)現(xiàn)固定車輛和臨時(shí)車輛共用一道管理，固定車輛通過車牌識別不停車進(jìn)入，外來車輛通過車牌識別記錄入場時(shí)間，道閘不自動打開，由崗?fù)け０矒Q證后手動開啟閘機(jī)放行； 出口固定車輛和臨時(shí)車輛共用一個(gè)車道，固定車輛通過車牌識別不停車通行，外來車輛行駛至崗?fù)で?，系統(tǒng)通過車牌識別計(jì)算出費(fèi)用，由保安收取停車費(fèi)及換證后手動開閘放行.系統(tǒng)安全可靠。

3.2 立體高清車牌識別的技術(shù)優(yōu)勢

3.2.1 立體高清識別

1）立體高清車牌識別攝像機(jī)具有高分辨率，能抓拍出高清晰度的高清圖片，分辨率由標(biāo)清情況下的30萬提高到高清100萬、200萬、300萬像素可選。

2）立體高清車牌識別攝像機(jī)視野寬廣能看清車牌，車型等更大區(qū)域，從而使得行駛的車道可以控制的更寬，車輛駛?cè)氲慕嵌瓤山邮苄愿蟆?/p>

3）立體高清車牌識別攝像機(jī)采用百萬像素高清識別技術(shù)，使得圖片更加清晰，從而提升車牌識別率。

3.2.2 車牌焦點(diǎn)曝光技術(shù)

立體高清車牌識別焦點(diǎn)曝光技術(shù)，以車牌區(qū)域?yàn)榻裹c(diǎn)，對車牌區(qū)域進(jìn)行焦點(diǎn)連動的自動曝光算法，從而獲得最佳曝光效果。根據(jù)車牌區(qū)域反饋的亮度進(jìn)行曝光參數(shù)、補(bǔ)光燈的調(diào)整，確保車牌區(qū)域的最佳曝光效果，從而提高車牌識別率。使用碼流和抓拍兩套曝光參數(shù)，自動切換調(diào)整，碼流效果與實(shí)際視覺效果一致，調(diào)試可結(jié)合IE瀏覽器（Internet Explore）來完成，簡單、方便、快捷。

（1）補(bǔ)光燈的自適應(yīng)

1） 自動開關(guān)：

算法控制，根據(jù)圖片亮度分析環(huán)境光線變化，自動實(shí)現(xiàn)開關(guān)。

2） 亮度自適應(yīng)：

夜晚或光線暗時(shí)自動開啟，照度較低，起到照明作用；

車輛來時(shí)，亮度加大使得截圖中車牌曝光更清晰；

根據(jù)反饋的車牌區(qū)域亮度情況，調(diào)整補(bǔ)光燈亮度，解決燈衰減以及灰塵等原因?qū)е碌那繁瑔栴}。

（2）以車牌區(qū)域?yàn)榻裹c(diǎn)的自動曝光算法

根據(jù)車牌區(qū)域的亮度值分析來自動調(diào)整曝光參數(shù)，如快門、感光度、增益等各項(xiàng)參數(shù)，可以逐幀調(diào)整，反應(yīng)快速。

3.2.3 立體搞清車牌識別技術(shù)

立體高清車牌識別采用主從模式的多臺攝像機(jī)進(jìn)行立體識別，主從攝像機(jī)同時(shí)抓拍識別，主攝像機(jī)加入智能仲裁算法選取最優(yōu)識別結(jié)果進(jìn)行控制。解決車牌識別技術(shù)對于道路、角度等方面的苛刻要求的同時(shí)提高識別率（增大路寬、減小車道長度，無擺正距離要求均可識別）提高了產(chǎn)品的適應(yīng)性。車輛各種角度、方向進(jìn)入，都能抓拍到清晰的圖片。

3.2.4 車牌畸變校準(zhǔn)

受現(xiàn)場環(huán)境制約，車牌表面和攝像軸線無法做到垂直，導(dǎo)致車牌發(fā)生畸變，遠(yuǎn)離攝像機(jī)的位置字符變小，對識別造成一定的困難。立體高清車牌識別攝像機(jī)畸變校準(zhǔn)算法采用多色彩空間進(jìn)行車牌底色檢測，準(zhǔn)確定位車牌區(qū)域，獲取車牌傾斜角度及橫向變形比例，最大傾斜角度達(dá)到25°，安全角度15°內(nèi)的準(zhǔn)確校準(zhǔn)率達(dá)到99%以上。

3.2.5 識別算法：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)+特征識別

1）采用帶反饋的能量濾波算法進(jìn)行紋理檢測，使得車牌定位成功率從超過99%。

2）多色彩空間的檢測保證了多種車牌類型的準(zhǔn)確認(rèn)定，包括：藍(lán)牌、黃牌、軍車、警車、WJ車輛、個(gè)性化車牌、使領(lǐng)館車牌、省港兩地車牌等。

3）字符特征識別算法保證了>98%的字符識別率（現(xiàn)場實(shí)測），而且不需要進(jìn)行現(xiàn)場訓(xùn)練；輔助的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別算法則是做了很好的補(bǔ)充，同時(shí)保證了良好的漢字識別率。

3.2.6 適應(yīng)性與穩(wěn)定性

1）硬件產(chǎn)品的型式試驗(yàn)

立體高清車牌識別攝像機(jī)通過反復(fù)的溫度試驗(yàn)、ESD性能指標(biāo)實(shí)驗(yàn)、防水試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、振動試驗(yàn)，大大增強(qiáng)了攝像機(jī)在各種環(huán)境下的適應(yīng)性。網(wǎng)絡(luò)化、關(guān)鍵數(shù)據(jù)的嵌入式備份，為產(chǎn)品提供了穩(wěn)定保障。

2）系統(tǒng)全網(wǎng)絡(luò)化

與傳統(tǒng)攝像機(jī)音頻線、視頻線等多種連接方式不同，立體高清車牌識別系統(tǒng)采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)方式，一根電源線和幾根網(wǎng)線即可完成整體系統(tǒng)連通，使得系統(tǒng)布線、施工、維護(hù)更加容易和便捷。系統(tǒng)可利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，不需要重復(fù)布線，大大節(jié)省了施工成本。由于TCP＼IP網(wǎng)絡(luò)用戶非常普遍，所以在操作方法上也更容易被管理人員接受。

4 系統(tǒng)設(shè)備組成及工作邏輯

4.1立體高清車牌識別系統(tǒng)

立體高清車牌識別系統(tǒng)是由一臺立體高清車牌識別攝像機(jī)（帶控制功能）作為主機(jī)，一臺或多臺立體高清車牌識別攝像機(jī)從機(jī)組成，通過多臺主從攝像機(jī)從不同角度抓拍車牌，立體多角度抓拍大大減少了對道路和車輛進(jìn)入角度的限制；主機(jī)功能強(qiáng)大，不僅能夠獨(dú)立進(jìn)行車牌識別、控制道閘，而且能夠分析處理從機(jī)的車牌圖片和識別數(shù)據(jù)，仲裁分析，嵌入式數(shù)據(jù)備份，與PC端進(jìn)行控制和交互；從機(jī)輔助主機(jī)進(jìn)行多角度圖片抓拍和識別，從而實(shí)現(xiàn)立體識別，使識別率大大提高。

主機(jī)一臺：立體高清車牌識別攝像機(jī)（帶控制功能）

1） 能抓拍出高清晰度的高清圖片

2） 自動識別抓拍圖片的車牌信息，進(jìn)行車牌識別。

3） 加入智能仲裁算法選取最優(yōu)識別結(jié)果進(jìn)行控制，主機(jī)接收從機(jī)的識別結(jié)果，并進(jìn)行分析、處理，確認(rèn)車牌信息。

4） 下載固定用戶車牌信息，完成固定用戶車輛的匹配，進(jìn)而控制道閘。

5） 通過網(wǎng)絡(luò)與PC機(jī)、從機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)間的信息交互。

4.2系統(tǒng)設(shè)備組成

該套系統(tǒng)主要由以下部分組成：

入口控制部分：集成道閘、立體高清車牌識別攝像機(jī)（帶控制功能）、立體高清車牌識別攝像機(jī)從機(jī)

出口控制部分：集成道閘、立體高清車牌識別攝像機(jī)（帶控制功能）、立體高清車牌識別攝像機(jī)從機(jī)、網(wǎng)絡(luò)高亮LED外顯屏

崗?fù)そK端：電腦主機(jī)、崗?fù)す芾碥浖?/p>

管理中心：電腦主機(jī)、停車場管理軟件

4.3系統(tǒng)工作原理

臨時(shí)客戶車輛

當(dāng)車輛進(jìn)場時(shí)，車輛觸發(fā)入場地感線圈，“立體高清車牌識別攝像機(jī)”自動抓拍入場車輛的圖像、自動識別車牌號、記錄入場時(shí)間并將車輛信息傳至服務(wù)中心，顯示在崗?fù)ぶ行钠聊簧?，管理人員可隨時(shí)監(jiān)控入口的車輛情況，并可校正識別結(jié)果。當(dāng)車輛出場時(shí)，“立體高清車牌識別攝像機(jī)”自動抓拍出場車輛的圖像、自動識別車牌號，記錄出場時(shí)間并將車輛信息傳至服務(wù)中心，服務(wù)中心根據(jù)比對自動判斷車輛性質(zhì)，自動統(tǒng)計(jì)調(diào)出相關(guān)信息顯示。車輛出場時(shí)系統(tǒng)將該車輛的入場信息顯示在崗?fù)び?jì)算機(jī)屏幕上，根據(jù)軟件制定的收費(fèi)方案進(jìn)行收費(fèi)金額的統(tǒng)計(jì)，以供管理人員對臨時(shí)車輛的管理。

固定客戶車輛

在入口和出口安裝“立體高清車牌識別攝像機(jī)”，管理計(jì)算機(jī)將對應(yīng)授權(quán)通道的車牌信息下載到“立體高清車牌識別攝像機(jī)”內(nèi)。車輛駛?cè)牖蝰偝鐾＼噲鰰r(shí)需地感觸發(fā)立體高清車牌識別攝像機(jī)抓拍、識別、處理車輛的車牌信息，并將識別結(jié)果傳送到管理計(jì)算機(jī)，管理計(jì)算機(jī)利用識別結(jié)果查詢數(shù)據(jù)庫，如果攝像機(jī)與管理計(jì)算機(jī)斷開連接，攝像機(jī)可以嵌入式脫機(jī)工作，不會造成車流的堵塞達(dá)到不停車通行。

整個(gè)停車場系統(tǒng)實(shí)行管理中心計(jì)算機(jī)集中管理，并采用立體高清車牌識別攝像機(jī)對進(jìn)入停車場的車輛進(jìn)行圖像抓拍，自動識別，引導(dǎo)車輛進(jìn)入停車場指定的區(qū)域，在停車場出口立體高清車牌識別攝像機(jī)對駛出停車場的車輛進(jìn)行識別，對于固定客戶自動放行，對于臨時(shí)客戶根據(jù)停車時(shí)間進(jìn)行管理，管理中心計(jì)算機(jī)對整個(gè)停車場進(jìn)行統(tǒng)一的管理，使停車場的管理形成方便，安全，高效的控制體系。

5 結(jié)語

車牌自動識別系統(tǒng)對城市車輛管理具有重要作用，車牌自動識別系統(tǒng)可以有效提高車輛的通行效率，加強(qiáng)車輛管理的安全性。所以車輛管理人員必須合理應(yīng)用車牌識別系統(tǒng)，了解車牌自動識別系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，并且應(yīng)嚴(yán)格按照系統(tǒng)工作流程進(jìn)行車輛管理，實(shí)現(xiàn)城市車輛管理的智能化，保證城市停車管理的安全性，這對于我國城市的發(fā)展的具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。筆者認(rèn)為相關(guān)工作者還應(yīng)不斷加強(qiáng)對車牌識別系統(tǒng)在停車管理中的應(yīng)用探討，以此促進(jìn)停車管理的發(fā)展。

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