智能車牌識(shí)別門禁系統(tǒng)

廖海濤

【摘 要】隨著汽車數(shù)量的日益增加，車位難尋，交通擁堵以及收費(fèi)路口面臨大量車流問(wèn)題，僅僅靠人力已不能識(shí)別和處理這些問(wèn)題了，于是智能車牌識(shí)別門禁系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，本文對(duì)此作了一些探討。

【關(guān)鍵詞】智能車牌；系統(tǒng)功能；系統(tǒng)構(gòu)成

引言

隨著人們生活水平的提高，上世紀(jì)還被認(rèn)為是富人象征的“汽車”已基本普及，隨處都不見(jiàn)到車輛的身影。尤其像在大都市里，汽車更是泛濫，以至于出現(xiàn)有車卻無(wú)停車位，車輛高峰期被堵得水泄不通，路口收費(fèi)站車流不息。光靠人力已不能識(shí)別和處理這么多的車輛停放問(wèn)題了，于是智能車牌識(shí)別門禁系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

一、系統(tǒng)的功能

拿大學(xué)的校園來(lái)舉個(gè)例子，每天都會(huì)有很多老師自駕來(lái)學(xué)校上課，但很有可能會(huì)碰上找不到車位這樣尷尬的情況，雖然說(shuō)可能還有空位，但一時(shí)半會(huì)也找不到。我們這套系統(tǒng)就是為解決這類問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，它接入學(xué)校的服務(wù)器，獲取了各個(gè)老師的課表，上下班時(shí)間等信息，在進(jìn)入校園時(shí)，便會(huì)根據(jù)他們的的需求，為他推薦最佳的停車位置，方便他上課，并自動(dòng)結(jié)算他的停車費(fèi)用。由系統(tǒng)來(lái)智能分配停車車位，從而最大化的利用車位，不會(huì)造成車位空留。而且通過(guò)對(duì)車牌的識(shí)別，還能把識(shí)別是否是校內(nèi)職工的車，外來(lái)車則會(huì)發(fā)出警告，除非有預(yù)約，這些信息系統(tǒng)都是可以通過(guò)服務(wù)器獲取的，大大加強(qiáng)了校園的安全性，真正做到智能車牌識(shí)別門禁系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)主要分為上位機(jī)和下位機(jī)來(lái)協(xié)同工作的。

（一）上位機(jī)的設(shè)計(jì)

上位機(jī)是PC電腦，連接著學(xué)校的服務(wù)器，從而可以獲取各教職工的身份信息，授課與作息的信息。我們?cè)谏衔粰C(jī)設(shè)計(jì)了一款A(yù)PP，編譯環(huán)境是LabView，用來(lái)處理各種信息，以能夠有一個(gè)更好的數(shù)據(jù)表示和一個(gè)更好的人機(jī)界面。上位機(jī)與下位機(jī)之間采用串口通信，所以首先必須得先配置好串口，采用串口通信協(xié)議，這樣才能把下位機(jī)的信息傳送到上位機(jī)來(lái)，將識(shí)別結(jié)果和圖像存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后教職工信息進(jìn)行比對(duì)。

當(dāng)它接收到下位機(jī)傳來(lái)的車牌號(hào)碼后，首先會(huì)同教職工登記的車牌號(hào)進(jìn)行一個(gè)比對(duì)，若是校內(nèi)教職工的車，則會(huì)讓下位機(jī)在屏幕是顯示“歡迎光臨”，并由上位機(jī)根據(jù)離教職工授課最近的地方安排車位，并提醒他何時(shí)何地授哪一門課，幫他開(kāi)始計(jì)時(shí)停車時(shí)間。若非本校教職工，則會(huì)核對(duì)是否有預(yù)約信息；若有，則讓進(jìn)，若無(wú)上位機(jī)則會(huì)傳達(dá)禁止入內(nèi)的消息讓下位機(jī)在屏幕上顯示。如果不是本校教職工，也沒(méi)有提前預(yù)約，但仍然想進(jìn)學(xué)校，則需要在APP進(jìn)行現(xiàn)預(yù)約，進(jìn)行身份認(rèn)證與保留，并且系統(tǒng)可以通過(guò)APP對(duì)你進(jìn)行在校內(nèi)的實(shí)時(shí)定位，確保校園的安全性，并記錄存檔。

因?yàn)樵撓到y(tǒng)連入了學(xué)校的服務(wù)器，所以我們還設(shè)計(jì)了一個(gè)移動(dòng)端APP給教職工使用，可以實(shí)時(shí)查看車輛停留時(shí)間及費(fèi)用，并且若綁定客戶端，我們還能提前一天為他們規(guī)劃好停車位，并把信息發(fā)送到他們的手機(jī)上，真正實(shí)現(xiàn)人性化服務(wù)。

（二）下位機(jī)設(shè)計(jì)

下位機(jī)主要由單片機(jī)和攝像頭組成，單片機(jī)我選用STM32F103ZET6（ARM Cortex-M3內(nèi)核，512kB Flash，64KB RAM，72MHZ），外接口多，能耗小價(jià)格也低，完全能勝任它所執(zhí)行的任務(wù)。

攝像頭選用高分辨率的高清攝像頭，將它拍攝到的車牌照片出入SD卡中，我們知道標(biāo)準(zhǔn)車牌字符由三個(gè)部分組成：

1.首位縮寫漢字；

2.次為英文字母；

3.末四位為數(shù)字。

為了能使識(shí)別的精度更高，我們還會(huì)有以下輔助裝置的配合：

1.紅外線等觸發(fā)器能檢測(cè)到車輛的到達(dá)，并及時(shí)觸發(fā)攝像頭抓拍；

2.配合光照裝置，攝像頭能拍出清晰的照片并傳給計(jì)算機(jī)；

3.自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)識(shí)別程序，算法簡(jiǎn)潔，保證能清楚準(zhǔn)確識(shí)別車牌號(hào)碼。

識(shí)別車牌號(hào)主要有以下三個(gè)個(gè)過(guò)程：

1.車牌定位：采用確定車牌上下邊界和左右邊界法，該方法是通過(guò)計(jì)算鄰行之間的像素變化情況來(lái)完成可疑上下邊界的查找。同樣左右邊界的查找用相似的方法。

2.車牌字符切割：車牌定位后得到的圖像只有車牌的圖像，接下來(lái)就是把每一個(gè)字符從車牌整體中給分割出來(lái)，然后識(shí)別。這里選用聚類分析法，利用車牌間的字符間距寬高比等已有的知識(shí)按照固定模式對(duì)車牌字符進(jìn)行切割，可以很好的解決字符粘合和噪聲干擾的問(wèn)題。分析字符間距，在程序中設(shè)定一個(gè)數(shù)組，用來(lái)記錄7個(gè)車牌字符的邊界值，通過(guò)該數(shù)組來(lái)尋找對(duì)應(yīng)字符所在位置的狩獵和末列，然后就可以得到相應(yīng)位置分割后的字符，之后再和相應(yīng)的模板進(jìn)行識(shí)別即可。

3.車牌字符識(shí)別：采用模板匹配的方法（1）建立標(biāo)準(zhǔn)字符模板（2）計(jì)算待識(shí)別字符的投影，通過(guò)與模板的滑動(dòng)匹配，求得其水平投影曲線和垂直投影曲線，之后計(jì)算其水平相關(guān)序列和垂直相關(guān)序列，找相關(guān)序列的峰值并求平均值，得到匹配識(shí)別字符。

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