朱虹 楊登輝
摘 要:隨著科技和信息技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對自動化信息采集和智能化管理的需求越來越高。貨車作為港口物流的主要載體,流量大、人工管理成本高。為解決這一問題,文中提出了一種基于圖像識別與RFID技術(shù)的貨車進(jìn)出管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用圖像識別技術(shù)和RFID技術(shù),能夠自動識別貨車車牌并判斷其進(jìn)出方向及權(quán)限,并可自動保存車輛進(jìn)入、離開識別區(qū)域的圖片或視頻。
關(guān)鍵詞:圖像識別;射頻識別;進(jìn)出判斷;鑒權(quán)
中圖分類號:TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-1302(2016)07-00-02
0 引 言
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,使用電子車牌來管理機動車的RFID技術(shù)逐漸成熟,其最典型同時也是最廣的應(yīng)用場景是小區(qū)和停車場的車輛進(jìn)出管理,給每一輛進(jìn)入小區(qū)或停車場的車發(fā)放一張RFID標(biāo)簽作為車輛的唯一標(biāo)識,用以完成身份識別和計費等自動化管理。最近幾年,圖像識別技術(shù)獲得了實質(zhì)性的突破,集成了圖像識別模塊的高清攝像機可以獨立完成車輛的車牌識別。但RFID技術(shù)和圖像識別技術(shù)都有各自的缺點,RFID技術(shù)在車輛進(jìn)出管理時無法解決跟車問題,而圖像識別在光線極差或車牌有污泥等障礙物遮擋時無法獲取車牌[1]。本文提出的基于圖像識別與RFID技術(shù)的貨車進(jìn)出管理系統(tǒng)將圖像識別技術(shù)和RFID技術(shù)結(jié)合起來,取長補短,相互補充,提高了系統(tǒng)的識別率和準(zhǔn)確率。
1 圖像識別技術(shù)與RFID技術(shù)的工作原理
圖像識別技術(shù)主要利用計算機對視頻或圖片中的信息進(jìn)行特征分析,貨車的車牌自動識別主要采用視頻處理、模式識別及人工智能技術(shù)。通過紅外光柵或地感線圈觸發(fā),實現(xiàn)單個貨車車牌的準(zhǔn)確識別。近些年,隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,無需外部觸發(fā)裝置的車牌識別系統(tǒng)即可對區(qū)域內(nèi)一個或多個車輛的車牌進(jìn)行實時識別。
RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種,分為無源RFID技術(shù)、有源RFID技術(shù)和半有源RFID技術(shù)[2]。無源RFID技術(shù)的工作頻段為900 MHz左右,優(yōu)點是標(biāo)簽成本低,且標(biāo)簽不需要維護(hù),缺點是設(shè)備成本高,讀卡距離近。有源RFID技術(shù)的工作頻段為433 MHz左右或2.4 GHz左右,其優(yōu)點是通信距離遠(yuǎn),缺點是標(biāo)簽使用壽命約為3年,且讀卡距離不容易控制。半有源RFID技術(shù)將低頻125 kHz左右與高頻2.4 GHz左右相結(jié)合,低頻喚醒,高頻通信,優(yōu)點是低頻邊沿控制,標(biāo)簽低功耗指標(biāo)好,缺點是標(biāo)簽成本高。本系統(tǒng)中的RFID技術(shù)采用有源RFID技術(shù)配合定向天線,讀卡距離控制良好。
2 貨車進(jìn)出管理系統(tǒng)設(shè)計
基于圖像識別與RFID技術(shù)的貨車進(jìn)出管理系統(tǒng)包括高清圖像抓拍機、紅外對射光柵、有源RFID定向閱讀器和有源電子標(biāo)簽。標(biāo)簽放置到貨車上,作為貨車的唯一標(biāo)識,與車輛的車牌有唯一關(guān)聯(lián)。閱讀器和攝像頭被分別架設(shè)在安全島的進(jìn)出方向,通過調(diào)整閱讀器的讀卡范圍和攝像頭的圖像識別區(qū),保證閱讀器的讀卡和攝像頭的圖像識別聯(lián)動,配合特殊的關(guān)聯(lián)算法,以進(jìn)行車輛的車牌識別、進(jìn)出判斷及權(quán)限管理。紅外對射光柵作為輔助觸發(fā)攝像頭圖像識別的設(shè)備,在光線不足或存在其他因素導(dǎo)致攝像頭不能獨立觸發(fā)圖像識別時,輔助、觸發(fā)攝像頭進(jìn)行圖像識別[3]。
圖1所示為貨車進(jìn)出管理設(shè)備前端系統(tǒng)示意圖,當(dāng)安裝有源電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入或離開碼頭時,有源電子標(biāo)簽被有源閱讀器讀取,車輛進(jìn)入圖像識別區(qū)域后,車輛車牌被攝像頭識別,后臺的閱讀器和攝像頭關(guān)聯(lián)算法會自動關(guān)聯(lián)車牌與電子標(biāo)簽關(guān)系,并判斷車輛的進(jìn)入或離開權(quán)限,記錄車輛進(jìn)入或離開的圖片或視頻,根據(jù)權(quán)限判定結(jié)果選擇放行或告警。
3 圖像預(yù)處理及RFID關(guān)聯(lián)算法
圖像識別率受外界環(huán)境,如光照強度,角度等因素影響,為提高識別率需要進(jìn)行圖像預(yù)處理和圖像邊緣檢測。所謂圖像預(yù)處理即采用圖像灰度轉(zhuǎn)換、圖像增強、傾斜矯正等技術(shù),對所采集的圖片進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)處理操作,降低圖像識別算法的復(fù)雜度,提高識別的準(zhǔn)確率。所謂邊緣是指圖像周圍像素灰度有階躍變化或屋頂變化的像素集合[4],這是圖像識別最基礎(chǔ)的部分。由于光線相對弱、目標(biāo)是動態(tài)物體、抓拍機角度有傾斜等原因?qū)е聰z像頭抓拍到的圖像信息相對模糊,因此需要進(jìn)行圖像預(yù)處理[5]。
RFID關(guān)聯(lián)算法的核心是預(yù)先知道攝像頭圖像識別區(qū)和RFID讀卡控制區(qū)以及觸發(fā)或自動識別的起始點。文中的RFID讀卡區(qū)域比圖像識別區(qū)稍大,即車輛上的電子標(biāo)簽先被讀取,閱讀器上報標(biāo)簽ID到服務(wù)器平臺作為緩存,圖像識別完成后關(guān)聯(lián)對應(yīng)的電子標(biāo)簽,最后進(jìn)行車輛是否準(zhǔn)許進(jìn)入或離開的鑒權(quán)。
4 結(jié) 語
本文提出了基于圖像識別與RFID技術(shù)的貨車進(jìn)出管理系統(tǒng),介紹了圖像識別技術(shù)與RFID技術(shù)的工作原理,講解了貨車進(jìn)出管理系統(tǒng)設(shè)計,闡明了圖像預(yù)處理及RFID關(guān)聯(lián)算法?;趫D像識別與RFID技術(shù)的貨車進(jìn)出管理系統(tǒng)投入使用后,大大提高了車輛的管理效率和方便性,車輛的歷史運行軌跡和視頻可查,方便追溯,達(dá)到了安全管理、科學(xué)管理的目的。
參考文獻(xiàn)
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