淺析視頻識(shí)別技術(shù)在智能車庫(kù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

花 偉

（江蘇神州信源系統(tǒng)工程有限公司，南京 21000）

1 引言

當(dāng)今社會(huì)汽車的數(shù)量不斷增大，停車場(chǎng)規(guī)模也在日益擴(kuò)充，這就對(duì)車庫(kù)管理系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。如何充分發(fā)揮車庫(kù)的有效使用率、提高車庫(kù)的周轉(zhuǎn)率等問題也受到越來越多的關(guān)注。而隨著地下車庫(kù)的發(fā)展壯大，泊車也面臨一定的困難，很多時(shí)候都是車主入庫(kù)后到處尋找空車位，而車庫(kù)中缺乏方向指標(biāo)物，這無(wú)疑增加了尋車位的困難?，F(xiàn)階段比較流行的反向?qū)ぼ嚰夹g(shù)的出現(xiàn)，很好地解決了這個(gè)難題。

車牌識(shí)別技術(shù)是智能車庫(kù)管理系統(tǒng)最基礎(chǔ)也是最核心的部分，該技術(shù)需要使用攝像機(jī)進(jìn)行圖像采集，并對(duì)采集的圖像進(jìn)行識(shí)別處理，車牌識(shí)別系統(tǒng)對(duì)采集到的圖像通過特殊的算法對(duì)車牌進(jìn)行識(shí)別，得出正確有效的車牌號(hào)[1]。目前，該方法在城市交通管理中得到了廣泛應(yīng)用，例如自助停車場(chǎng)，交通高峰期解決擁堵等等。

2 視頻識(shí)別智能車庫(kù)管理系統(tǒng)工作流程

2.1 汽車入庫(kù)停車流程

駕駛員駕駛車輛進(jìn)入工作區(qū)，此時(shí)車牌識(shí)別系統(tǒng)接收到地感線圈的感應(yīng)信號(hào)開始工作，完成拍照識(shí)別過程，記錄識(shí)別的車牌號(hào)，并將信息與車庫(kù)管理中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。若信息相同，則為固定用戶，道閘自動(dòng)啟動(dòng)，同時(shí)更新此次車輛入庫(kù)信息；若信息不匹配，則視為臨時(shí)停車客戶，用戶在道閘開啟后自行選擇停車位。

2.2 汽車出庫(kù)流程

用戶取車后過道閘，車牌識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別車牌并進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)，提取出車位信息，確認(rèn)后若為固定用戶，則道閘開啟，若為臨時(shí)用戶則確認(rèn)停車時(shí)長(zhǎng)是否達(dá)到繳費(fèi)要求，用戶完成繳費(fèi)后道閘開啟，并實(shí)時(shí)更新車位信息，空車位數(shù)量加一。

2.3 反向?qū)ぼ嚬ぷ髁鞒?/h3>

用戶在需要使用反向?qū)ぼ嚬δ軙r(shí)，在查詢系統(tǒng)的終端設(shè)備上輸入車牌號(hào)，即可快速查詢到車輛所在車位的信息，用戶在獲得車位信息的同時(shí)，還可以獲取到抵達(dá)該車位的最便捷路徑，從而使得用戶能夠在最短的時(shí)間找到停車位。

3 智能車庫(kù)管理系統(tǒng)功能組成

3.1 車位視頻采集功能

目前，市面上的車位視頻采集大多采用超聲波外觸發(fā)方式。主要包括超聲波測(cè)距、車位使用情況識(shí)別、車牌識(shí)別以及識(shí)別完成后的上傳。視頻采集在整個(gè)智能車庫(kù)管理系統(tǒng)中處于前端，是系統(tǒng)中最基礎(chǔ)也是最核心的部分[2]。

超聲波測(cè)距是利用發(fā)射探頭將超聲波發(fā)出，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波發(fā)射后被接收探頭接收，從而根據(jù)時(shí)間間隔計(jì)算出距離。車位的車牌識(shí)別不僅要識(shí)別占用車位的車牌號(hào)，同時(shí)要完成車牌號(hào)和車位的綁定，并將數(shù)據(jù)反饋給車庫(kù)管理系統(tǒng)的中心數(shù)據(jù)庫(kù)，便于車位信息的實(shí)時(shí)更新。

3.2 微波檢測(cè)照明控制

要想解決車路的照明問題，比較可行的方法是采用微波檢測(cè)法。該方法是通過微波傳感器來判別是否存在移動(dòng)物體，若存在移動(dòng)物體，則會(huì)觸發(fā)微波傳感器，后經(jīng)濾波、放大處理，得到照度的數(shù)據(jù)，從而判別是否需要打開照明設(shè)備。

3.3 反向?qū)ぼ嚬δ?/h3>

車庫(kù)若無(wú)反向?qū)ぼ嚬δ?，則車主完全靠記憶尋車，地下車庫(kù)地形復(fù)雜，一旦忘記停車位，則會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間尋車。而一旦車庫(kù)管理系統(tǒng)具有反向?qū)ぼ嚬δ埽蜁?huì)很好地解決了這種難題。用戶可以選擇就近的反向?qū)ぼ嚱K端，輸入車輛的車牌號(hào)，就可以很輕松的獲取車位信息以及取車路線，大大節(jié)省了時(shí)間。

4 智能車庫(kù)管理系統(tǒng)中視頻識(shí)別軟件設(shè)計(jì)

4.1 嵌入式軟件設(shè)計(jì)

4.1.1 車位控制器主程序

在整個(gè)智能車庫(kù)管理系統(tǒng)中，車位控制器是最基本的硬件，主要用于判斷車位是否有車輛、物體在移動(dòng)中的監(jiān)測(cè)、測(cè)量照度、控制照明以及上傳數(shù)據(jù)。車位控制器的功能能否穩(wěn)定有效地實(shí)現(xiàn)，其根本取決于嵌入式軟件是否可靠。

通信地址的ID在車位控制器安裝之前，需要提前寫進(jìn)去，另外對(duì)于需要組網(wǎng)的模塊也要及時(shí)配置，最后在控制器的外殼上貼上標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)容為通信地址代碼，這樣可以方便以后管理。

車位控制器子程序功能主要包括寫地址、監(jiān)測(cè)車位、微波觸發(fā)中斷、測(cè)量照度、控制燈光等。首先對(duì)程序進(jìn)行初始化，初始化對(duì)象主要包括單片機(jī)的寄存器、中斷子程序、串口和定時(shí)器等等。在每一個(gè)子程序的設(shè)計(jì)過程中都要進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并標(biāo)出在主程序中的位置，后期對(duì)子程序的調(diào)用可以根據(jù)實(shí)際的程序流程來操作。

4.1.2 車位狀態(tài)監(jiān)測(cè)子程序

對(duì)車庫(kù)內(nèi)的車位進(jìn)行信息監(jiān)測(cè)，最常用的兩種方式是超聲波和視頻采集，兩者相互協(xié)調(diào)，在對(duì)車位占用情況的判斷上共同發(fā)揮作用。超聲波通過測(cè)距，對(duì)所得的數(shù)據(jù)加以分析，從而得出車位是否被占用的結(jié)論，如車位確定被占用，則視頻采集系統(tǒng)就會(huì)對(duì)該車位的車輛信息進(jìn)行圖像采集，并將所采集的圖像信息實(shí)時(shí)上傳到車庫(kù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)中，確保車庫(kù)信息實(shí)時(shí)更新。

4.1.3 微波觸發(fā)中斷子程序

一旦有移動(dòng)的物體進(jìn)入到微波探測(cè)器的感應(yīng)范圍內(nèi)，探測(cè)器就會(huì)接收到感應(yīng)信號(hào)，此時(shí)只要是物體在感應(yīng)范圍內(nèi)移動(dòng)，就會(huì)對(duì)探測(cè)器產(chǎn)生干擾，從而造成誤判。為了解決這一難題，該程序采用脈沖數(shù)觸發(fā)累加的方法，時(shí)間控制在3小時(shí)，滿足條件則認(rèn)為觸發(fā)中斷有效，開始對(duì)燈具狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，燈亮則對(duì)5秒定時(shí)器進(jìn)行重置并計(jì)時(shí)5秒，燈滅則監(jiān)測(cè)照度，如符合開燈條件則持續(xù)打開燈具5秒鐘，再將信息上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)，若本身車庫(kù)無(wú)需照明，則只需要將車輛經(jīng)過信息上傳。

4.1.4 測(cè)量照度與燈光控制子程序

地下車庫(kù)內(nèi)光線強(qiáng)弱直接影響著照明設(shè)備，設(shè)備打開必須同時(shí)滿足物體移動(dòng)及照度小于設(shè)定的分辨率兩個(gè)條件，車位控制器若判斷無(wú)物體移動(dòng)，則重復(fù)觸發(fā)5秒后照明關(guān)閉。如果車庫(kù)本身采光好，照度大于設(shè)定的分辨率，則微波觸發(fā)始終處于休眠狀態(tài)，不打開燈具，從而起到節(jié)約用電的目的。

4.1.5 車位控制器寫地址子程序

一般國(guó)內(nèi)的地下車庫(kù)停車位數(shù)量比較多，而且地形比較復(fù)雜，所以很難找到統(tǒng)一的高度來進(jìn)行車位控制器的安裝，若安裝在通風(fēng)管或者電路走線上方，由于車位控制器利用的是超聲波反射測(cè)距原理，所以很難發(fā)揮出其固有功能。因此，為了解決這一難題，就必須要對(duì)車庫(kù)進(jìn)行分區(qū)，并按照分區(qū)給車位探測(cè)器分配唯一的標(biāo)簽。如安裝高度不標(biāo)準(zhǔn)，要在FLASH里面記錄超聲波測(cè)距的高度，并用標(biāo)簽標(biāo)記貼于儀器外殼上。在車庫(kù)全部安裝結(jié)束后，將車位探測(cè)器的內(nèi)部與實(shí)際位置信息寫入車庫(kù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中，完成車庫(kù)信息的錄入，為后續(xù)數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)操作提供便捷。

4.2 管理中心軟件總體設(shè)計(jì)

管理中心軟件主要包含以下三個(gè)主要部分：車庫(kù)出入口工作站、管理工作站、通信工作站。三者缺一不可，相互協(xié)調(diào)，共同發(fā)揮作用，從而確保整個(gè)智能車庫(kù)管理系統(tǒng)的正常運(yùn)行[3]。

通信工作站的主要功能是信息通信，串聯(lián)好車位與管理中心的信息對(duì)接，車庫(kù)管理中心將車位節(jié)點(diǎn)采集的信息下發(fā)到信息顯示模塊。出入口工作站主要功能是控制車庫(kù)的出入口，通過車牌識(shí)別技術(shù)對(duì)車輛進(jìn)行權(quán)限認(rèn)證，并將信息上傳到系統(tǒng)中心數(shù)據(jù)庫(kù)。管理工作站主要是分析出入庫(kù)的車輛信息，并與通信工作站完成信息對(duì)接，最后將整個(gè)車庫(kù)的車位信息呈現(xiàn)在車庫(kù)管理系統(tǒng)總界面上。整個(gè)智能車庫(kù)系統(tǒng)必須在三者的協(xié)調(diào)下發(fā)揮作用，共同完成車庫(kù)管理。

5 結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)創(chuàng)新要滿足社會(huì)的需求，也是創(chuàng)新力不斷發(fā)展的動(dòng)力。本文介紹了基于視頻識(shí)別技術(shù)的智能車庫(kù)管理系統(tǒng)，以期解決用戶停車難題。

[1] 尚兆功，王升軍，高鵬，郭祥祥，劉玲云.基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的地下車庫(kù)LED燈光導(dǎo)航系統(tǒng)[J].現(xiàn)代建筑電氣，2016.

[2] 李林.智能停車場(chǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].大連：大連理工大學(xué)，2009：65-78.

[3] 孫婷婷.基于車牌識(shí)別的一體式尋車數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[D]，浙江，浙江大學(xué)，2015：34-50.