機動車號牌抓拍聯(lián)網(wǎng)比對報警系統(tǒng)的研究論文[帶圖紙].doc

中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)論文機動車號牌抓拍聯(lián)網(wǎng)比對報警系統(tǒng)的研究摘要汽車牌照自動識別系統(tǒng)是以汽車牌照為特定目標(biāo)的專用計算機視覺系統(tǒng)。是計算機視覺和模式識別技術(shù)在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的重要研究課題之一。利用車輛智能監(jiān)測系統(tǒng)對平安大道的建設(shè)非常有意義，它可以非常迅速地捕捉到肇事車輛、違章車輛、黑名單車輛等，對公路運行車輛的構(gòu)成、流量分布、違章情況進(jìn)行常年不間斷的自動記錄，為交通規(guī)劃，交通管理，道路養(yǎng)護(hù)部門提供重要的基礎(chǔ)和運行數(shù)據(jù)，為快速糾正交通違章行為，快速偵破交通事故逃逸和機動車盜搶案件提供重要的技術(shù)手段和證據(jù)，對平安大道的建設(shè)、運行和提高公路交通管理的快速反應(yīng)能力有著十分重要的意義。機動車號牌抓拍聯(lián)網(wǎng)比對報警系統(tǒng)是由識別系統(tǒng)、自動報警系統(tǒng)組成。其中識別系統(tǒng)主要包括觸發(fā)單元、抓拍單元、處理單元。主要介紹觸發(fā)單元的工作原理及單片機工作電路；抓拍單元主要介紹車輛觸發(fā)系統(tǒng)受到車輛觸發(fā)信號后，車輛抓拍單元中攝像機、閃光燈的工作方式和原理；處理單元主要介紹車輛圖像的轉(zhuǎn)換及壓縮、圖像增強、圖像水平校正、邊緣檢測、Hough變換、字符分割、字符識別的軟件處理方式；自動報警系統(tǒng)主要介紹基于雙單片機的自動報警系統(tǒng)的信息收發(fā)，單片機自動報警系統(tǒng)的原理與電路圖的設(shè)計。關(guān)鍵詞:抓拍系統(tǒng)；識別系統(tǒng)；自動報警系統(tǒng)中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)論文ABSTRACTThevehiclelicenseplateautomaticrecognitionsystemofvehiclelicenseplateistobespecifictargetaspecificcomputervisionsystem.Incomputervisionandpatternrecognitiontechnology,intelligenttrafficdomainapplicationofoneoftheimportantresearchtopics.Thevehicleintelligentmonitoringsystemisverymeaningfultosaferoadconstruction,itcanveryquicklycapturethevehicleandtheblacklist,roadrunningvehiclecomposition,flowdistribution,illegalperennialuninterruptedautomaticrecording,fortrafficplanning,trafficmanagement,roadmaintenancedepartmenttoprovideimportantthefoundationandoperatingdata,fortherapidcorrectionoftrafficviolations,rapiddetectionoftrafficaccidentescapeandmotorvehiclerobberycaseprovidestheimportanttechnicalmeansandevidenceofsafety,roadbuilding,operationandimprovethehighwaytrafficmanagementandrapidresponsecapabilityisveryimportant.Motorvehicleshotdatecardandalarmsystemiscompositionbynetworkingrecognitionsystem,automaticalarmsystem.Amongthemtherecognitionsystemmainlyincludestriggerunit,paparazziunit,processingunit.Mainlyintroducestriggerunitandworkingprincipleofthesinglechipmicrocomputerworkcircuit；Paparazziunitmainlyintroducesvehiclesystemwastriggeredsignalstriggervehicles,vehiclepaparazziunitinvideo,flashwayofworkingandprinciple；Processingunitmainlyintroducesthetransformationoftheimagecompressionandvehicles,imageenhancement,imageedgedetectionandcorrection,levelHoughtransform,charactersegmentandcharacterrecognitionsoftwareprocessingmethod；Theautomaticalarmsystemmainlyintroducesthesinglechipmicrocomputerbasedonadoubleautomaticalarmsystemtosendandreceiveinformation,singlechipmicrocomputerautomaticalarmsystemandtheprincipleofthecircuitdesign.Keywords:Snapshotsystem；Recognitionsystem；Automaticalarmsystem中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)論文目錄摘要.01引言.11.1課題研究的目的意義.11.2研究現(xiàn)狀.11.3發(fā)展趨勢與研究方向.21.3.1車牌的定位與分割.21.3.2字符識別.21.3.3信號傳輸、數(shù)據(jù)比對及自動報警.32識別系統(tǒng)的原理和組成.32.1識別系統(tǒng)的原理.32.2觸發(fā)單元.42.2.1觸發(fā)單元硬件設(shè)計.42.2.2單片機紅外控制的設(shè)計.42.2.3脈沖信號的設(shè)計.42.2.4單片機紅外遙控的實現(xiàn).52.3抓拍單元.52.4處理單元.52.4.1圖像轉(zhuǎn)換及壓縮.52.4.2圖像增強.52.4.3圖像水平校正.62.4.4邊緣檢測.62.4.5Hough變換.62.4.6車牌定位.72.4.7字符分割.72.4.8字符識別.83自動報警.103.1自動報警集成系統(tǒng)的硬件組成.103.1.1GPS模塊與單片機的連接.113.1.2單片機之間的并口通信.113.1.3單片機與GSM收發(fā)器的連接.123.1.4AT指令.123.1.5單片機程序設(shè)計.123.1.6單片機程序設(shè)計.134結(jié)束語.14中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)論文11引言20世紀(jì)90年代以來，我國在基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)上加快了步伐，相比之下，道路管理監(jiān)控以及科學(xué)收費軟件等設(shè)施建設(shè)卻顯得相對滯后。針對這種情況，管理部門已著手進(jìn)行諸如交通信號自適應(yīng)控制系統(tǒng)、智能交通監(jiān)控系統(tǒng)、GPS車輛管理及導(dǎo)航系統(tǒng)、不停車自動收費系統(tǒng)等智能化交通管理系統(tǒng)的研制，其中車輛號牌抓拍聯(lián)網(wǎng)比對報警系統(tǒng)是基于GPS車輛管理及導(dǎo)航系統(tǒng)和車輛牌照字符識別技術(shù)的車輛信息綜合管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)基本工作原理為:1)當(dāng)車輛駛?cè)肼房ǖ臒o線感應(yīng)區(qū)，系統(tǒng)自動檢測車輛及車主的信息，車型識別子系統(tǒng)同時對車輛的車型、噸位等進(jìn)行鑒別。2)系統(tǒng)根據(jù)接收到的內(nèi)容以及車型識別信息與數(shù)據(jù)庫黑名單比對，并將結(jié)果回寫于接受部分。3)若車輛沒有違紀(jì)違規(guī)現(xiàn)象即正常放行，否則降下停車護(hù)欄，并向管理人員發(fā)出警報。若車輛逃遁，則啟動自動跟蹤攝像機拍攝車輛牌照。由于牌照是機動車輛管理的惟一標(biāo)識符號，因此車輛牌照識別系統(tǒng)(vehiclelicenseplaterecognitionsystem)要具有較高的識別率，同時對環(huán)境光照條件、拍攝位置和車輛行駛速度等因素的影響也應(yīng)有較大的魯棒性（系統(tǒng)的穩(wěn)定性），并能滿足實時性的要求。1.1課題研究的目的意義汽車牌照自動識別報警系統(tǒng)是以汽車牌照為特定目標(biāo)的專用計算機視覺比對報警系統(tǒng)。是計算機視覺和模式識別技術(shù)在智能交通領(lǐng)域應(yīng)用的重要研究課題之一。它可廣泛應(yīng)用于交通流量檢測，交通控制與引導(dǎo)機場，港口，小區(qū)的車輛管理，不停車自動收費，闖紅燈等違章車輛監(jiān)控以及車輛安全防盜等領(lǐng)域，且具有廣闊的應(yīng)用前景。利用車輛智能監(jiān)測系統(tǒng)對平安大道的建設(shè)非常有意義，它可以非常迅速地捕捉到肇事車輛、違章車輛、黑名單車輛等，對公路運行車輛的構(gòu)成、流量分布、違章情況進(jìn)行常年不間斷的自動記錄，為交通規(guī)劃，交通管理，道路養(yǎng)護(hù)部門提供重要的基礎(chǔ)和運行數(shù)據(jù)，為快速糾正交通違章行為，快速偵破交通事故逃逸和機動車盜搶案件提供重要的技術(shù)手段和證據(jù)，對平安大道的建設(shè)、運行和提高公路交通管理的快速反應(yīng)能力有著十分重要的意義。1.2研究現(xiàn)狀基于圖像處理的車牌抓拍識別技術(shù)的研究在外國起步比較早，在美國、意大利、德國、以色列、新加坡等國家，現(xiàn)在已經(jīng)有比較成熟的產(chǎn)品投入使用，如美國的AUTOSCOF2003系統(tǒng)、以色列的Hi-Tech公司研制的See/CarSystem、德國西門子公司的ARTEM7S系統(tǒng)、新加坡的Optasa公司研制的VLPRS等車牌識別系統(tǒng)，但是因為我國車牌式樣的多樣性、車牌顏色的多樣性以及包含漢字等特點，這些車牌識別系統(tǒng)并不適合我國國情。20世紀(jì)90年代以來，我國在基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)上加快了步伐，相比之下，道路管理監(jiān)中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2012屆畢業(yè)論文2控以及科學(xué)收費軟件等設(shè)施建設(shè)卻顯得相對滯后。針對這種情況，管理部門已著手進(jìn)行諸如交通信號自適應(yīng)控制系統(tǒng)、智能交通監(jiān)控系統(tǒng)、GPS車輛管理及導(dǎo)航系統(tǒng)、不停車自動收費系統(tǒng)等智能化交通管理系統(tǒng)的研制。近幾年，國內(nèi)也有許多公司以及科研機構(gòu)進(jìn)行這方面的研究，并且有一些實用化產(chǎn)品，一些產(chǎn)品的車牌識別率都在90%以上，但是對環(huán)境要求較高，在全天候的條件下，都存在識別精度低、識別時間長等特點，車牌識別技術(shù)還存在很大的發(fā)展空間。1.3發(fā)展趨勢與研究方向汽車牌照識別技術(shù)應(yīng)用研究它不僅包括汽車牌照識別技術(shù)中成象技術(shù)、識別技術(shù)、工程技術(shù)，更重要包括應(yīng)用好汽車牌照識別技術(shù)應(yīng)用方案研究，而應(yīng)用方案研究是牌照識別技術(shù)大量應(yīng)用最關(guān)鍵內(nèi)容?；趫D像處理的車牌抓拍識別聯(lián)網(wǎng)比對報警技術(shù)主要包括車牌定位、車牌分割、字符識別、信號傳輸、數(shù)據(jù)比對及自動報警等方面技術(shù)。1.3.1車牌的定位與分割牌照的定位與分割是牌照識別系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其主要目的是在預(yù)處理后的灰度圖像中確定牌照的具體位置，并將包含牌照字符的子圖像從整個圖像中分割出來，供字符識別子系統(tǒng)識別。由于牌照圖像在原始圖像中是很有特征的一個子區(qū)域，確切地說是水平度較高的橫向近似長方形，它在原始圖像中的相對位置比較集中，而且其灰度值與周圍區(qū)域有明顯的不同，因而在其邊緣就會形成灰度突變的邊界，這就便于通過邊緣檢測來對灰度圖像進(jìn)行分割。1.3.2字符識別牌照字符識別系統(tǒng)的關(guān)鍵是字符特征提取和模式匹配，主要有以下幾種方法:1)利用字符的結(jié)構(gòu)特征和變換(如Fourier變換、Karhunen-Loeve變換等)進(jìn)行特征提取。該方法對字符的傾斜、變形都有很高的適應(yīng)性，但運算量大，對計算機性能要求較高。2)利用字符的統(tǒng)計特征進(jìn)行特征提取。如提取字符號的投影特征、網(wǎng)格特征和輪廓