電子路卡方案.doc

博海電子路卡方案V1.0版北京博?？萍脊煞萦邢薰径﨩O九年七月博海電子路卡方案V1.0編制人： 姜立賀 審核人： 審核意見： 審批人： 審批意見： 編制單位： 北京博海科技股份有限公司 二OO九年七月一前言隨著現(xiàn)代化管理手段的進步和科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，用戶對工礦企業(yè)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)用各種特殊工礦企業(yè)、廠區(qū)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)計時，要盡可能地強調(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，可達到事半功倍的效果。本設(shè)計方案就是基于以上的思想基礎(chǔ)，針對工礦企業(yè)、廠區(qū)管理的實際情況，結(jié)合各種現(xiàn)代化高科技手段完成的。本方案的特點是：我們的目標是為用戶的工礦企業(yè)、廠區(qū)車輛管理提供一個車牌識別功能的解決方案。我們采用的是當前國內(nèi)最先進的車牌識別技術(shù)。此設(shè)計方案著重考慮了識別的準確性，及車牌識別儀在各種工礦企業(yè)廠區(qū)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工礦企業(yè)車輛管理系統(tǒng)。車輛牌照號碼是車輛的唯一“身份”，是區(qū)別機動車輛的一項重要信息。汽車牌照自動識別技術(shù)（也成為車輛識別、牌號識別、號牌識別）實現(xiàn)了汽車牌照號碼和顏色的自動登錄，可以在車輛管理系統(tǒng)中完全自動監(jiān)控、自動登記、自動統(tǒng)計、自動驗證、自動比對、自動報警、自動放行等諸多功能。隨著汽車數(shù)量迅猛增加，對車輛管理智能化的要求越來越高，汽車牌照自動識別技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛。 二用戶需求分析在現(xiàn)代化工礦企業(yè)管理中，涉及到各方面的管理，其中車輛的管理是一個重要的方面。尤其是對特殊工礦企業(yè)、廠區(qū)而言，要求對各種車輛實時地進行嚴格的管理，對其出入的時間進行嚴格的監(jiān)視，并對各類車輛進行登記（包括內(nèi)部車輛和外部車輛）和識別，如為內(nèi)部車輛則正常放行，如外部車輛則需要進行記錄、檢查后做出放行或阻擋的處理，并將各種信息輸入到數(shù)據(jù)庫。對大規(guī)模的營區(qū)中，各種出入的車輛較多，如每輛車都要進行人工判斷，既費時，又不利于管理和查詢，保衛(wèi)工作比較困難，效率低下。為了改善這種與現(xiàn)代化工礦企業(yè)、廠區(qū)不相稱的管理模式，需要盡快實現(xiàn)工礦企業(yè)保安工作的自動化、智能化，并以計算機網(wǎng)絡(luò)的形式進行管理，對所有出入口的車輛進行有效地、準確地監(jiān)測和管理。要求系統(tǒng)提供相應(yīng)的應(yīng)用軟件，實現(xiàn)廠區(qū)管理的高效率、智能化。對一些已建工礦企業(yè)而言，已具備了一套車輛管理系統(tǒng)，而對一些新建工礦企業(yè)而言，一切從頭開始，尚未搭建起任何計算機管理系統(tǒng)，需從整體上來考慮。故在此技術(shù)方案中，我們將著重考慮G型嵌入式車牌識別儀在車輛管理系統(tǒng)中的使用，用戶可以充分利用原有投資的基礎(chǔ)上提高整個管理系統(tǒng)的智能化、自動化程度；同樣，對新建工礦企業(yè)，車牌識別儀也可運用于新的管理系統(tǒng)的設(shè)計中，作為其中一個極其重要的模塊和功能，對于整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑，數(shù)據(jù)庫的管理及查詢、打印等其他功能提供數(shù)據(jù)接口。具體實施方案為： u 在需要覆蓋的廠礦卡口架設(shè)G型識別系統(tǒng)，每一個車道對應(yīng)安裝一個嵌入式一體化DSP攝像機，可以保證識別率在96以上，每一個方向配置一個低照度全景攝像機，進行監(jiān)控過程全景抓拍；u 晝夜使用為攝像機加裝LED頻閃補光燈。自動由識別系統(tǒng)控制，以保證采集到的車牌圖像具有足夠的亮度，而獲得更好的識別效果。固定的補光輔助光源采用高亮度閃光燈進行夜間補光，防止影響司機視線；u 識別系統(tǒng)對抓拍圖片進行識別，識別結(jié)果、抓拍圖片和全景圖將從網(wǎng)口通過光纖過其它方式（如VPN專網(wǎng)、3G）傳輸?shù)礁骺诘能囕v監(jiān)測系統(tǒng)形成管理信息，以便數(shù)據(jù)庫查詢、數(shù)據(jù)顯示，提供報警信息. u 將識別系統(tǒng)形成的管理信息，透過各卡口的車輛監(jiān)測系統(tǒng)與監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使圖像監(jiān)控中心可隨時調(diào)用、查詢、統(tǒng)計各卡口信息， 實現(xiàn)遠程管理。識別系統(tǒng)的組成u 嵌入式G型識別儀u 一體化DSP攝像機（每個車道一臺）u 全景攝像機（每個方向一臺）u 補光照明設(shè)備，可控補光燈和30米照度全景攝像機輔助照明燈u 光端機（或光纖收發(fā)器）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本架設(shè)，如下圖：如上圖所示，在該系統(tǒng)中，工作過程為：1） 每臺嵌入式G型識別儀監(jiān)測一個車道的通行車輛，當車輛經(jīng)過監(jiān)控區(qū)域時，觸發(fā)嵌入式G型識別儀抓拍車輛圖像并進行識別。 2） 隨即嵌入式G型識別儀將車牌識別結(jié)果、車牌圖像、車牌顏色、車輛前部圖像、行駛速度、整車圖像（全景圖）和實時視頻信號上傳到廠區(qū)卡口監(jiān)控中心，全景抓拍的實時錄像同時傳達詳見下圖；3） 嵌入式G型識別儀將車輛彩色大圖、車牌識別結(jié)果、車牌圖片、通過時間、地點、車速等信息綜合成一條車輛通行記錄，實時寫入中心數(shù)據(jù)庫。4） 監(jiān)控中心數(shù)據(jù)卡口應(yīng)用管理系統(tǒng)進行通行車輛的車牌號碼與白黑名單庫數(shù)據(jù)比對，判斷該車是否為非法車輛，如果車輛沒有登記注冊就報警，工作人員根據(jù)信息決定下一步行動。5） 通過識別儀的安裝地點可以預(yù)測車輛的行駛道路，通知相關(guān)人員組織攔截。性能指標觸發(fā)方式視頻觸發(fā)（內(nèi)觸發(fā)）抓拍距離560米（加配望遠鏡頭可達100米）；抓拍速度1- 15 毫秒識別速度20-100毫秒適應(yīng)車速0 80 公里/小時適應(yīng)車道1個車道3.5M 多車道可多模塊并連使用號牌識別率單車道 96%識別正確率肉眼可識情況下 96%工作環(huán)境-60+70；工作濕度：0 95%數(shù)據(jù)格式JPEG 768*576平均無故障時間 100000小時工作電壓7-24V直流數(shù)據(jù)接口兩個串口，一個以太網(wǎng)口牌照識別原理牌照自動識別是一項利用車輛的動態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進行牌照號碼、牌照顏色自動識別的模式識別技術(shù)。 其硬件基礎(chǔ)一般包括觸發(fā)設(shè)備（監(jiān)測車輛是否進入視野）、攝像設(shè)備、照明設(shè)備、圖像采集設(shè)備、識別車牌號碼的處理機（如計算機）等，其軟件核心包括車牌定位算法、車牌字符分割算法和光學(xué)字符識別算法等。 某些牌照識別系統(tǒng)還具有通過視頻圖像判斷車輛駛?cè)胍曇暗墓δ芊Q之為視頻車輛檢測。一個完整的牌照識別系統(tǒng)應(yīng)包括車輛檢測、圖像采集、牌照識別等幾部分 ( 如圖 1 所示 ) 。當車輛檢測部分檢測到車輛到達時觸發(fā)圖像采集單元，采集當前的視頻圖像。牌照識別單元對圖像進行處理，定位出牌照位置，再將牌照中的字符分割出來進行識別，然后組成牌照號碼輸出。 1車輛檢測 車輛檢測可以采用埋地線圈檢測、紅外檢測、雷達檢測、視頻檢測等多種方式。采用視頻檢測可以避免破壞路面、不必附加外部檢測設(shè)備、不需矯正觸發(fā)位置、節(jié)省開支，而且更適合移動式、便攜式應(yīng)用的要求。 具備視頻車輛檢測功能的牌照識別系統(tǒng)，首先對視頻信號中的一幀（場）的信號進行圖像采集，數(shù)字化，得到對應(yīng)的數(shù)字圖像；然后對其進行分析，判斷其中是否有車輛；若認為有車輛通行，則進入到下一步進行牌照識別；否則繼續(xù)采集視頻信號，進行處理。 系統(tǒng)進行視頻車輛檢測，需要具備很高的處理速度并采用優(yōu)秀的算法，在基本不丟幀的情況下實現(xiàn)圖像采集、處理。若處理速度慢，則導(dǎo)致丟幀，使系統(tǒng)無法正確檢測到行駛速度較快的車輛，同時也難以保證在有利于識別的位置開始識別處理，影響系統(tǒng)識別率。因此，將視頻車輛檢測與牌照自動識別相結(jié)合具備一定的技術(shù)難度。 2牌照號碼、顏色識別 為了進行牌照識別，需要以下幾個基本的步驟： u 牌照定位，定位圖片中的牌照位置； u 牌照字符分割，把牌照中的字符分割出來； u 牌照字符識別，把分割好的字符進行識別，最終組成牌照號碼。 牌照識別過程中，牌照顏色的識別依據(jù)算法不同，可能在上述不同步驟實現(xiàn)，通常與牌照識別互相配合、互相驗證。 （1）牌照定位 自然環(huán)境下，汽車圖像背景復(fù)雜、光照不均勻，如何在自然背景中準確地確定牌照區(qū)域是整個識別過程的關(guān)鍵。首先對采集到的視頻圖像進行大范圍相關(guān)搜索，找到符合汽車牌照特征的若干區(qū)域作為候選區(qū)，然后對這些侯選區(qū)域做進一步分析、評判，最后選定一個最佳的區(qū)域作為牌照區(qū)域，并將其從圖象中分割出來。 （2）牌照字符分割 完成牌照區(qū)域的定位后，再將牌照區(qū)域分割成單個字符，然后進行識別。字符分割一般采用垂直投影法。由于字符在垂直方向上的投影必然在字符間或字符內(nèi)的間隙處取得局部最小值的附近，并且這個位置應(yīng)滿足牌照的字符書寫格式、字符、尺寸限制和一些其他條件。利用垂直投影法對復(fù)雜環(huán)境下的汽車圖像中的字符分割有較好的效果。 （3）牌照字符識別 字符識別方法目前主要有基于模板匹配算法和基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法?；谀０迤ヅ渌惴ㄊ紫葘⒎指詈蟮淖址祷?, 并將其尺寸大小縮放為字符數(shù)據(jù)庫中模板的大小，然后與所有的模板進行匹配，最后選最佳匹配作為結(jié)果?；谌斯ど窠?jīng)元網(wǎng)絡(luò)的算法有兩種：一種是先對待識別字符進行特征提取，然后用所獲得特征來訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分配器；另一種方法是直接把待處理圖像輸入網(wǎng)絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)自動實現(xiàn)特征提取直至識別出結(jié)果。 實際應(yīng)用中，牌照識別系統(tǒng)的識別率與牌照質(zhì)量和拍攝質(zhì)量密切相關(guān)。牌照質(zhì)量會受到各種因素的影響，如生銹、污損、油漆剝落、字體褪色、牌照被遮擋、牌照傾斜、高亮反光、多牌照、假牌照等等；實際拍攝過程也會受到環(huán)境亮度、拍攝亮度、車輛速度等等因素的影響。這些影響因素不同程度上降低了牌照識別的識別率，也正是牌照識別系統(tǒng)的困難和挑戰(zhàn)所在。為了提高識別率，除了不斷的完善識別算法，還應(yīng)該想辦法克服各種光照條件，使采集到的圖像最利于識別。 第二章 軟件應(yīng)用方案一 簡要說明本系統(tǒng)實現(xiàn)了抓拍車輛車牌并廣播到所有布控點的功能，具有抓拍速度快，準確率高的特點。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：車牌識別系統(tǒng)把識別到的車牌信息發(fā)送給后臺中心服務(wù)器，發(fā)送的信息包括：車牌號碼，車牌顏色，車輛時速，識別時間，布控點編號，識別圖片等；信息發(fā)送的格式為xml數(shù)據(jù)格式，采用壓縮并加密傳輸。為了將違章信息發(fā)送到所有的布控點，后臺需要以廣播的方式發(fā)送違章信息到布控點，發(fā)送的信息包括車牌號碼，車牌顏色，車輛時速，識別時間，布控點編號等，由于圖片信息較大，因此在廣播時不發(fā)布該信息，而是在前臺需要時直接從后臺服務(wù)器讀取圖片信息；發(fā)送數(shù)據(jù)的格式是xml格式，采用壓縮并加密方式發(fā)送。第二章 系統(tǒng)配置序號產(chǎn)品名稱產(chǎn)品描述產(chǎn)品編號數(shù)量單位備注單套路卡配置1單路識別儀單路識別G600M1套2車道前端采集單元LED光源/ DSP調(diào)控調(diào)光GATE-TX1部3支架帶捆