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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(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，用戶對(duì)工礦企業(yè)管理的要求越來(lái)越高。過(guò)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(duì)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(gè)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(huì)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?cè)谧鲎詣?dòng)化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能地強(qiáng)調(diào)自動(dòng)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(lái)，可達(dá)到事半功倍的效果。本設(shè)計(jì)方案就是基于以上的思想基礎(chǔ)，針對(duì)工礦企業(yè)、廠區(qū)管理的實(shí)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(diǎn)是：我們的目標(biāo)是為用戶的工礦企業(yè)、廠區(qū)車輛管理提供一個(gè)車牌識(shí)別功能的解決方案。我們采用的是當(dāng)前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的車牌識(shí)別技術(shù)。此設(shè)計(jì)方案著重考慮了識(shí)別的準(zhǔn)確性，及車牌識(shí)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(gè)的工礦企業(yè)車輛管理系統(tǒng)。車輛牌照號(hào)碼是車輛的唯一“身份”，是區(qū)別機(jī)動(dòng)車輛的一項(xiàng)重要信息。汽車牌照自動(dòng)識(shí)別技術(shù)（也成為車輛識(shí)別、牌號(hào)識(shí)別、號(hào)牌識(shí)別）實(shí)現(xiàn)了汽車牌照號(hào)碼和顏色的自動(dòng)登錄，可以在車輛管理系統(tǒng)中完全自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)登記、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)驗(yàn)證、自動(dòng)比對(duì)、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)放行等諸多功能。隨著汽車數(shù)量迅猛增加，對(duì)車輛管理智能化的要求越來(lái)越高，汽車牌照自動(dòng)識(shí)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(gè)重要的方面。尤其是對(duì)特殊工礦企業(yè)、廠區(qū)而言，要求對(duì)各種車輛實(shí)時(shí)地進(jìn)行嚴(yán)格的管理，對(duì)其出入的時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)視，并對(duì)各類車輛進(jìn)行登記（包括內(nèi)部車輛和外部車輛）和識(shí)別，如為內(nèi)部車輛則正常放行，如外部車輛則需要進(jìn)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(kù)。對(duì)大規(guī)模的營(yíng)區(qū)中，各種出入的車輛較多，如每輛車都要進(jìn)行人工判斷，既費(fèi)時(shí)，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(shí)現(xiàn)工礦企業(yè)保安工作的自動(dòng)化、智能化，并以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形式進(jìn)行管理，對(duì)所有出入口的車輛進(jìn)行有效地、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和管理。要求系統(tǒng)提供相應(yīng)的應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)廠區(qū)管理的高效率、智能化。對(duì)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(duì)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(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，需從整體上來(lái)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(shí)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(gè)管理系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化程度；同樣，對(duì)新建工礦企業(yè)，車牌識(shí)別儀也可運(yùn)用于新的管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，作為其中一個(gè)極其重要的模塊和功能，對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑，數(shù)據(jù)庫(kù)的管理及查詢、打印等其他功能提供數(shù)據(jù)接口。具體實(shí)施方案為： u 在需要覆蓋的廠礦卡口架設(shè)G型識(shí)別系統(tǒng)，每一個(gè)車道對(duì)應(yīng)安裝一個(gè)嵌入式一體化DSP攝像機(jī)，可以保證識(shí)別率在96以上，每一個(gè)方向配置一個(gè)低照度全景攝像機(jī)，進(jìn)行監(jiān)控過(guò)程全景抓拍；u 晝夜使用為攝像機(jī)加裝LED頻閃補(bǔ)光燈。自動(dòng)由識(shí)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(shí)別效果。固定的補(bǔ)光輔助光源采用高亮度閃光燈進(jìn)行夜間補(bǔ)光，防止影響司機(jī)視線；u 識(shí)別系統(tǒng)對(duì)抓拍圖片進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別結(jié)果、抓拍圖片和全景圖將從網(wǎng)口通過(guò)光纖過(guò)其它方式（如VPN專網(wǎng)、3G）傳輸?shù)礁骺诘能囕v監(jiān)測(cè)系統(tǒng)形成管理信息，以便數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、數(shù)據(jù)顯示，提供報(bào)警信息. u 將識(shí)別系統(tǒng)形成的管理信息，透過(guò)各卡口的車輛監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，使圖像監(jiān)控中心可隨時(shí)調(diào)用、查詢、統(tǒng)計(jì)各卡口信息， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。識(shí)別系統(tǒng)的組成u 嵌入式G型識(shí)別儀u 一體化DSP攝像機(jī)（每個(gè)車道一臺(tái)）u 全景攝像機(jī)（每個(gè)方向一臺(tái)）u 補(bǔ)光照明設(shè)備，可控補(bǔ)光燈和30米照度全景攝像機(jī)輔助照明燈u 光端機(jī)（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(guò)程為：1） 每臺(tái)嵌入式G型識(shí)別儀監(jiān)測(cè)一個(gè)車道的通行車輛，當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)監(jiān)控區(qū)域時(shí)，觸發(fā)嵌入式G型識(shí)別儀抓拍車輛圖像并進(jìn)行識(shí)別。 2） 隨即嵌入式G型識(shí)別儀將車牌識(shí)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(shí)時(shí)視頻信號(hào)上傳到廠區(qū)卡口監(jiān)控中心，全景抓拍的實(shí)時(shí)錄像同時(shí)傳達(dá)詳見下圖；3） 嵌入式G型識(shí)別儀將車輛彩色大圖、車牌識(shí)別結(jié)果、車牌圖片、通過(guò)時(shí)間、地點(diǎn)、車速等信息綜合成一條車輛通行記錄，實(shí)時(shí)寫入中心數(shù)據(jù)庫(kù)。4） 監(jiān)控中心數(shù)據(jù)卡口應(yīng)用管理系統(tǒng)進(jìn)行通行車輛的車牌號(hào)碼與白黑名單庫(kù)數(shù)據(jù)比對(duì)，判斷該車是否為非法車輛，如果車輛沒有登記注冊(cè)就報(bào)警，工作人員根據(jù)信息決定下一步行動(dòng)。5） 通過(guò)識(shí)別儀的安裝地點(diǎn)可以預(yù)測(cè)車輛的行駛道路，通知相關(guān)人員組織攔截。性能指標(biāo)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(yuǎn)鏡頭可達(dá)100米）；抓拍速度1- 15 毫秒識(shí)別速度20-100毫秒適應(yīng)車速0 80 公里/小時(shí)適應(yīng)車道1個(gè)車道3.5M 多車道可多模塊并連使用號(hào)牌識(shí)別率單車道 96%識(shí)別正確率肉眼可識(shí)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(wú)故障時(shí)間 100000小時(shí)工作電壓7-24V直流數(shù)據(jù)接口兩個(gè)串口，一個(gè)以太網(wǎng)口牌照識(shí)別原理牌照自動(dòng)識(shí)別是一項(xiàng)利用車輛的動(dòng)態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進(jìn)行牌照號(hào)碼、牌照顏色自動(dòng)識(shí)別的模式識(shí)別技術(shù)。 其硬件基礎(chǔ)一般包括觸發(fā)設(shè)備（監(jiān)測(cè)車輛是否進(jìn)入視野）、攝像設(shè)備、照明設(shè)備、圖像采集設(shè)備、識(shí)別車牌號(hào)碼的處理機(jī)（如計(jì)算機(jī)）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(shí)別算法等。 某些牌照識(shí)別系統(tǒng)還具有通過(guò)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(cè)。一個(gè)完整的牌照識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)包括車輛檢測(cè)、圖像采集、牌照識(shí)別等幾部分 ( 如圖 1 所示 ) 。當(dāng)車輛檢測(cè)部分檢測(cè)到車輛到達(dá)時(shí)觸發(fā)圖像采集單元，采集當(dāng)前的視頻圖像。牌照識(shí)別單元對(duì)圖像進(jìn)行處理，定位出牌照位置，再將牌照中的字符分割出來(lái)進(jìn)行識(shí)別，然后組成牌照號(hào)碼輸出。 1車輛檢測(cè) 車輛檢測(cè)可以采用埋地線圈檢測(cè)、紅外檢測(cè)、雷達(dá)檢測(cè)、視頻檢測(cè)等多種方式。采用視頻檢測(cè)可以避免破壞路面、不必附加外部檢測(cè)設(shè)備、不需矯正觸發(fā)位置、節(jié)省開支，而且更適合移動(dòng)式、便攜式應(yīng)用的要求。 具備視頻車輛檢測(cè)功能的牌照識(shí)別系統(tǒng)，首先對(duì)視頻信號(hào)中的一幀（場(chǎng)）的信號(hào)進(jìn)行圖像采集，數(shù)字化，得到對(duì)應(yīng)的數(shù)字圖像；然后對(duì)其進(jìn)行分析，判斷其中是否有車輛；若認(rèn)為有車輛通行，則進(jìn)入到下一步進(jìn)行牌照識(shí)別；否則繼續(xù)采集視頻信號(hào)，進(jìn)行處理。 系統(tǒng)進(jìn)行視頻車輛檢測(cè)，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(shí)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(wú)法正確檢測(cè)到行駛速度較快的車輛，同時(shí)也難以保證在有利于識(shí)別的位置開始識(shí)別處理，影響系統(tǒng)識(shí)別率。因此，將視頻車輛檢測(cè)與牌照自動(dòng)識(shí)別相結(jié)合具備一定的技術(shù)難度。 2牌照號(hào)碼、顏色識(shí)別 為了進(jìn)行牌照識(shí)別，需要以下幾個(gè)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(lái)； u 牌照字符識(shí)別，把分割好的字符進(jìn)行識(shí)別，最終組成牌照號(hào)碼。 牌照識(shí)別過(guò)程中，牌照顏色的識(shí)別依據(jù)算法不同，可能在上述不同步驟實(shí)現(xiàn)，通常與牌照識(shí)別互相配合、互相驗(yàn)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(zhǔn)確地確定牌照區(qū)域是整個(gè)識(shí)別過(guò)程的關(guān)鍵。首先對(duì)采集到的視頻圖像進(jìn)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(duì)這些侯選區(qū)域做進(jìn)一步分析、評(píng)判，最后選定一個(gè)最佳的區(qū)域作為牌照區(qū)域，并將其從圖象中分割出來(lái)。 （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(gè)字符，然后進(jìn)行識(shí)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(gè)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(duì)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(shí)別 字符識(shí)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。基于模板匹配算法首先將分割后的字符二值化 , 并將其尺寸大小縮放為字符數(shù)據(jù)庫(kù)中模板的大小，然后與所有的模板進(jìn)行匹配，最后選最佳匹配作為結(jié)果。基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的算法有兩種：一種是先對(duì)待識(shí)別字符進(jìn)行特征提取，然后用所獲得特征來(lái)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(dòng)實(shí)現(xiàn)特征提取直至識(shí)別出結(jié)果。 實(shí)際應(yīng)用中，牌照識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)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(huì)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(shí)際拍攝過(guò)程也會(huì)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(shí)別的識(shí)別率，也正是牌照識(shí)別系統(tǒng)的困難和挑戰(zhàn)所在。為了提高識(shí)別率，除了不斷的完善識(shí)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(shí)別。 第二章 軟件應(yīng)用方案一 簡(jiǎn)要說(shuō)明本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了抓拍車輛車牌并廣播到所有布控點(diǎn)的功能，具有抓拍速度快，準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：車牌識(shí)別系統(tǒng)把識(shí)別到的車牌信息發(fā)送給后臺(tái)中心服務(wù)器，發(fā)送的信息包括：車牌號(hào)碼，車牌顏色，車輛時(shí)速，識(shí)別時(shí)間，布控點(diǎn)編號(hào)，識(shí)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(diǎn)，后臺(tái)需要以廣播的方式發(fā)送違章信息到布控點(diǎn)，發(fā)送的信息包括車牌號(hào)碼，車牌顏色，車輛時(shí)速，識(shí)別時(shí)間，布控點(diǎn)編號(hào)等，由于圖片信息較大，因此在廣播時(shí)不發(fā)布該信息，而是在前臺(tái)需要時(shí)直接從后臺(tái)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(hào)產(chǎn)品名稱產(chǎn)品描述產(chǎn)品編號(hào)數(shù)量單位備注單套路卡配置1單路識(shí)別儀單路識(shí)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