车牌自动识别管理系统方案汇总.pdf

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1、百万高清车牌自动识别管理系统百万高清车牌自动识别管理系统技技术术方方案案第第1 1章章前言前言随着现代化管理手段的进步和科学技术的日益发展，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特殊停车场、 大院及政府机关的需求，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

2、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。本设计方案就是基于以上的思想基础， 针对停车场、大院管理的实际情况， 结合各种现代化高科技手段完成的。我们的目标是为用户的停车场车辆管理提供一个车牌识别功能的解决方案。 我们采用的是当前国内最先进的车牌识别技术。 此设计方案着重考虑了识别的准确性， 及车牌自动识别器在各种停车场车辆管理系统中的灵活嵌入， 既考虑到用户的需求， 又囊括了各种高科技技术，而且增加了一些管理手段，尽可能地为用户提供完善一个的停车场车辆管理系统。第第2 2章章用户需求分析用户需求分析在现代化停车场管理中，涉及到各方面的管理，其中车辆的管理是一个重要的方面。尤其是

3、对特殊停车场、商业性停车场、大院及政府机关而言，要求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，如为内部车辆则正常放行，如外部车辆则需要进行记录、检查后做出放行或阻挡的处理或者将作为时租车， 并将各种信息输入到数据库。 对大规模的营区中，各种出入的车辆较多，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。 为了改善这种与现代化停车场、大院及政府机关等不相称的管理模式， 需要尽快实现停车场保安工作的自动化、 智能化，并以计算机网络的形式进行管理， 对所有出入口的车辆进行有效地、准确地监测

4、和管理。要求系统提供相应的应用软件， 实现营区管理的高效率、智能化。对一些已建停车场而言， 已具备了一套车辆管理系统， 而对一些新建停车场而言， 一切从头开始，尚未搭建起任何计算机管理系统，需从整体上来考虑。故在此技术方案中，我们将着重考虑 KD-BXG01 车牌自动识别器在车辆管理系统中的使用。对已建停车场，用户可以充分利用原有投资的基础上提高整个管理系统的智能化、 自动化程度；同样，对新建停车场， 车牌自动识别器也可运用于新的管理系统的设计中。 车牌识别作为其中一个极其重要的模块和功能，对于整个网络结构的构筑， 数据库的管理及查询、打印等其他功能， 本设计方案中将不作重点阐述，而把这一工作

5、留给系统集成商来完成。该系统是利用车牌自动识别器， 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，KD-BXG01 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。系统自动识别进入停车场车辆的号码和车牌特征， 验证用户的合法身份， 自动比对黑名单库，自动报警，并可对整个停车场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

6、，完全处于系统监控之下，使停车场的出入，收费，防盗，车位管理完全智能化、自动化并具有方便快捷，安全可靠的优点其主要特点如下：识别系统对环境的依赖性降低至最低程度， 可实现全天候正常工作， 且识别率保持较高水平。基于 DSP 高速件识别系统提高了识别的速度和准确性。可识别的最小号牌宽度为85个像素， 监控与识别摄像机可以共用， 有效地保护客户投资。适应复杂的气候及光照条件，如阴天、雨天、晚上仍可保证高识别率。适应高速大流量，车速在120至180km/h，单车道流量为30辆/分钟时仍可保证高识别率(98%)。实现对视频图像的逐帧处理，视频流触发，不用埋设地感线圈，避免破坏路面。工程安装简便、运行稳

7、定，不干扰用户已有系统。具有极高的处理能力， 对车辆行进过程中所有图像都进行识别和处理， 不依赖于单张图片，有效提高设备对复杂环境的适应能力。可应用于停车场监控、收费卡口、路段监控、移动稽查等。脱机识别固定车牌，发送开闸指令，固定车牌存储容量6万多个适应复杂的气候及光照条件，如阴天、雨天、晚上仍可保证高识别率实现对视频图像的逐帧处理，视频流触发，不用埋设地感线圈，避免破坏路面第第3 3章章产品介绍产品介绍车牌自动识别器是采用基于DSP 软件识别技术的车牌号码识别系统。本产品采用高速芯片作为识别算法的运行软件平台， 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

8、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， 并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。基于软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

9、了以数字信号处理芯片作为算法运行的软件平台， 所有算法固化在软件之中，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。本产品集成了车牌辨识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。由于采用纯软件模式使其降低了对环境的要求，可以很容易安装、调试。3.13.1接口说明接口说明视频接口： 1 路CVBS 模拟视频输入， BNC 物理接口； 1

10、 路CVBS 模拟视频输出， BNC物理接口。通讯接口：USB接口直接插入电脑主机USB端口即可3.23.2高速硬件平台简介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 。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。3.33.3软件模块简介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。3.43.4设备使用简介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

11、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。3.53.5与同类产品比较与同类产品比较比较方面比较方面我公司产

12、品我公司产品识别模式识别模式基于视频流的多帧图像识别算法模型算法模型触发方式触发方式传输方式传输方式同类产品同类产品基于单帧图像识别智能模糊点阵识别算法， 对车牌不清晰的识OCR/字型拓扑结构识别算法，对车牌不清别准确率仍很高晰的识别准确率很低纯视频流触发，只要检测到车牌就能触发， 地感线圈触发，容易出现多次触发、不触发不易出现故障等故障提供 RJ-45 网口和 RS-232 串口两种方式只有 RS-232 串口两种方式，传输速度慢，误码率高、安全性差采用了专用的 DSP 处理芯片作为运算核 软件识别的车牌识别系统，在系统工作时，心， 独立于计算机系统， 避免了软件识别时容易受到其它程序和计算

13、机系统本身稳定识别速度和识别速度和其它程序运行占内存等的干扰， 提高了运算性的干扰，影响车牌识别速度和识别率准确率准确率速度，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对相似字符对相似字符如 0、D、Q、O；B、8 识别正确率几乎为如 0、D、Q、O；B、8识别能力识别能力100%很容易识别错误可靠性、稳可靠性、稳高速 DSP 嵌入式硬件/软件平台和专用的 采用软件方式识别车牌号码的传统结构显定性定性操作系统内核，以此作为算法的硬件/软件然占用 CPU 资源和内存，特别是同时识别基础， 同时核心函数采用手工汇编， 非常适多路车道车牌号码， 因计算机大量的运算

14、极宜于户外全天侯运行， 具有极高的系统稳定易造成死机、 系统不稳定甚至系统崩溃等情性和环境适应性况的发生对车辆速度对车辆速度速度达到 180KM/H 时，整牌识别率仍然不速度高于一定值时，识别率急剧下降要求要求低于 98%硬件/软件结合识别的方式，其识别核心位 软件识别的传统方式中由于识别核心在处于前端， 使识别与处理相分离， 这使得其能理软件中实现， 从而对识别核心的任何改动更灵活地运用于各类系统， 无需对处理软件或者改进都必须对整个处理软件进行调试、系统扩展、系统扩展、进行大的改动即可灵活地加入或去除车牌 检查，工作量大、繁琐且极易造成系统故障集成能力集成能力识别功能。 对识别核心的改进也

15、仅需将识别甚至崩溃。内核换装成高版本的系统， 而无需对处理软件作任何改动， 处理软件只需通过接收识别结果即可对摄像要无特殊要求， 且可利用原有系统的对摄像机的性能要求很高， 且很多都要求专摄像机用摄像机，因对摄像机进行相关硬件开发，摄像机及补摄像机及补采用 LED 补光，当环境变化(如光线、天气造成摄像机无法保修光要求光要求等)时识别率基本无影响补光需根据环境的变化进行调节， 有一定的局限性，仍然可能受光线、天气等问题影响安装简单，只需外接视频，网络即可，且摄需安装各种软件及硬件， 且摄像机及补光的安装与维护安装与维护像机及补光的调试简单； 硬件一般情况下都调试复杂； 工控机长时间运行及识别运

16、算量不会出现故障，基本不用维护。较大，容易死机，维护量大性价比性价比主要设备为：识别器+摄像机+补光成本与同类产品相当，但性价比更高主要设备为：工控机+采集卡+摄像机+补光成本不低，且性能很难满足实际需求第第4 4章章产品特点产品特点4.14.1对不同光照的适应能力对不同光照的适应能力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

17、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。4.24.2对自然环境的适应能力对自然环境的适应能力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。4.34.3对闯关车辆和超低速行驶车辆的适应能力对闯关车辆和超低速行驶车辆的适应能力由于采用高速算法和高速的软

18、件平台，适应时速 200 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， 避免了因高速车辆通行路口无法捕获的现象发生。4.44.4相对于应用系统的独立性相对于应用系统的独立性因车牌辨识技术是正在迅速发展的领域， 车牌号码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， 车牌辨识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， 车牌辨识系统的意外损坏也不会暂停系统的正常运行。4.54.5具有很高的系统可靠性具有很高的系统可靠性由于对本产品嵌入式的软硬件结构进行了优化、 综合设计， 不但增

19、加了系统辨识车牌的性能，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。4.64.6具有很强的接口能力具有很强的接口能力提供 ActiveX 软件接口，通过 TCP/IP 及 USB 自动与识别器连接，并通过属性或事件触发获取车辆通过信息。第第5 5章章系统结构、技术指标系统结构、技术指标5.15.1系统工作流程系统工作流程说明如下：每个出入口的保卫室设置一台工控机（前端管理主机） ，它接收 KD-BXG01-LPR01 车牌自动识别器发来的车牌识别结果和图像信息。 室外屏幕显示分两部分， 左半部可接

20、收由车牌自动识别器识别结果， 直接显示车牌号码，右半部接收由前端机处理后的结果， 直接显示车辆“放行”或“禁行” 。将此车牌较为详细的信息显示在哨位旁的显示器上。然后前端管理主机将相关信息通过网络发至服务器的管理系统。 由中心管理系统将相关内容及数据进行归档处理，并存入数据库（采用SQL SERVER 2000数据库）建立查询系统及供出口时对比使用。在中心控制室，设置一台服务器和一台管理员使用的PC 机，可用于管理和查询。5.1.15.1.1 车辆进入小区车辆进入小区当有车辆驶近小区大门时， 系统自动检测到车辆的驶近， 自动抓拍车辆照片，并识别出该车辆的车牌号码，无须地感触发,记录入区时间、车

21、牌号码、车辆照片，然后通过查询数据库内的登记车辆记录，确定该车的类型（本区车辆或外来车辆） 。根据车辆类型的不同可采取不同的控制策略，主要可以分为以下的两种情况：本小区登记车辆屏幕显示对应的车主门牌号， 车位以及当前车位的使用情况和费用交纳情况， 系统抬闸放行。 对于 B 区车辆进入 A 区时的管理等同于本区车辆。外来车辆（无本区车位）可通过门岗确认后放行或换发临时卡放行等， 屏幕显示外来车辆。具体流程图如下所示：车辆到小区大门口系统自动抓拍照片，并识别其车牌号码，记录车辆入区日期时间、车辆号牌及车辆照片车辆类别判别本小区已登记车辆外来车辆提示车主门牌号、车位以及当前车位的使用情况和费用交纳情

22、况用户从保安取临时卡，押驾驶证等，并计时抬闸放行抬闸放行车辆进入小区车辆入小区流程示意图5.1.25.1.2 车辆驶出小区车辆驶出小区当有车辆驶近小区出口时， 系统能自动检测到车辆的驶近， 并自动抓拍车辆照片，自动识别出该车的车牌号码，无须地感触发识别,记录出区时间、车牌号码、车辆照片，然后通过查询数据库内的登记车辆记录，确定该车的类型（本区车辆或外来车辆） 。根据车辆类型的不同可采取不同的控制策略，主要可以分为以下两种情况：本小区登记车辆屏幕显示车辆图像、 车牌号、入区日期和时间、出区日期和时间、对应的车主门牌号等信息，按用户设定或物管要求采取自动放行或提示刷卡、进行双重验证放行。外来车辆根

23、据车辆性质（出租车、送货车、公务车和社会车辆）的不同，确定不同的收费标准（主要有免费、按时计费、按次计费等） ，结合该车停车时间确定该车的收费金额。 然后可通过门岗确认后放行或收回临时卡放行等， 屏幕显示外来车辆以及记录的车牌号、车辆照片、卡号、入区时间、出区时间、收费金额等。具体流程图如下所示：车辆到小区大门口系统自动抓拍照片,并识别其车牌号码自动查找该车的入场记录，车辆类型，出入比对车辆类别判别本小区车辆外来车辆记录车辆出小区日期时间、车辆牌号、车辆照片等信息用户刷卡外来临时车用户交还临时卡，按车辆类型（出租车、送货车、公务车、社会车辆等）和停车时长、收费标准等确定应收的临时停车费号牌+I

24、C卡识别双重验证根据用户设定或物管要求，系统直接抬闸放行或要求用户刷卡后再抬闸放行刷卡后抬闸放行车辆出小区车辆出小区流程示意图5.25.2车牌识别系统安装图示车牌识别系统安装图示车牌自动识别器安装在检测车道一侧，每个出入口架设一个高度为0.60.8 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5.5 米的地面处对准车牌。具体安装位置如下图所示。收费亭2.2米聚焦位置京A123455.5米1.5米5.35.3识别系统技术指标识别系统技术指标在正常城市车牌清洁程度情况下， 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（

25、含车牌汉字）达到98%以上。单号牌识别时间：97% （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：0180 公里/ 小时输出图像分辨率：768*576/1280*720设备输出接口：TTL、 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5.45.4物理和电器参数物理和电器参数平均无故障时间：MTBF 30000 小时相对气压：86KPa106Kpa环境温度：-4070相对湿度：5%90%功耗： 50db50db电子快门：电子快门：1/1

26、1/1 至至 1/100001/10000 秒，秒，2222 档档基本特性：基本特性：130130 万像素高清，万像素高清，最大最大 1280*7201280*720 分辨率分辨率，最高，最高 30fps30fps 帧率帧率创新功能创新功能: :1 1、集抓拍补光于一、集抓拍补光于一体，体，内置内置 LEDLED灯，同时支持频闪和爆闪；有效降低施工布线成本；灯，同时支持频闪和爆闪；有效降低施工布线成本；2 2、丰富的接口类型，丰富的接口类型，可直接控制道闸开可直接控制道闸开/ /关、关、外接报警设备、外接报警设备、LEDLED 显示屏、显示屏、音频输入输出等；音频输入输出等；3 3、内置内置 8G SD8G SD卡，支持黑白名单的导入及对比，可直接联动道闸开闸，支持脱机运行；卡，支持黑白名单的导入及对比，可直接联动道闸开闸，支持脱机运行；4 4、内置车牌识别算法，准确率高，支持线圈触发、视频触发、线圈结合视频触发等多种模内置车牌识别算法，准确率高，支持线圈触发、视频触发、线圈结合视频触发等多种模式。式。