基于車牌識別的無人收費停車場系統(tǒng)的設(shè)計

張華軍

(江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京分院,江蘇 南京 210019)

1 概 述

隨著現(xiàn)代城市經(jīng)濟的快速發(fā)展,人民生活水平不斷提高,各大中城市都在大力推進“智慧城市”建設(shè)。其中,智能停車系統(tǒng)已成為“智慧城市”的重要組成部分。

目前,大多數(shù)常見的傳統(tǒng)停車系統(tǒng)使用取卡、取票方法來控制入場和出場車輛的進出和收費管理。傳統(tǒng)的停車場系統(tǒng)控制管理存在以下問題：駕駛員經(jīng)常無法準(zhǔn)確地將車輛停放在取卡位置,并且在雨雪天氣取卡特別不方便；在停車刷卡讀卡過程中,車輛經(jīng)常會出現(xiàn)溜車現(xiàn)象,有一定的安全隱患；進出車輛需要停車取卡和刷卡,需要很長時間,車道通行效率低,通行流量可能導(dǎo)致出入口擁堵,從而大大降低了停車場管理系統(tǒng)的工作效率[1]。

為了解決傳統(tǒng)停車系統(tǒng)的不足,本文提出了一種基于車牌識別的無人收費停車場系統(tǒng)。從而實現(xiàn)全自動智能停車場管理的應(yīng)用,解決了傳統(tǒng)停車場系統(tǒng)存在的諸多問題。例如停車效率低、人為錯亂收費以及拒絕支付停車費用等管理上的問題,從而實現(xiàn)車輛快速入場、快速支付和快速出場等便捷功能。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于單進單出、單進多出或多進多出等不同應(yīng)用類型的停車場系統(tǒng)。停車場系統(tǒng)信息化和智能化管理為廣大車主創(chuàng)造了更安全、舒適、便捷、開放的停車環(huán)境,讓整個停車場管理系統(tǒng)的運行更加高效、節(jié)能和環(huán)保。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

該停車場系統(tǒng)是一種基于車牌和車型識別的控制管理系統(tǒng)。系統(tǒng)通過識別車輛進出場時的車牌號碼、車輛外型顏色等信息來確定車輛的進出許可,并確定車輛的停車時間和支付停車費[2]。車主可以選擇自助支付機或者微信平臺等方式支付停車費用。該系統(tǒng)主要由入口控制管理系統(tǒng)、出口控制管理系統(tǒng)和無人自動收費系統(tǒng)組成,系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖見圖1。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

2.1 入口控制管理系統(tǒng)

入口控制管理系統(tǒng)的主要設(shè)備包括卡口專用高速攝像機(主機)、卡口專用高速攝像機(輔機)、 快速入口道閘、地感線圈、入口顯示器和背景補光燈等。當(dāng)用戶的車輛到達停車場的入口時,入口攝像機拍照,并啟動車輛信息識別系統(tǒng),以決定是否打開道閘以及是否分配停車位。

卡口專用高速攝像機(主機)是該系統(tǒng)的重要組成部分,內(nèi)部配有高清攝像頭,其瞬間抓拍的圖像清晰,結(jié)合視頻車牌識別軟件功能,能對車牌信息進行準(zhǔn)確識別?？趯Ｓ酶咚贁z像機(輔機)主要用于接收主機的控制信號并補充抓拍車牌圖像。主機和輔機安裝在停車場的入口和出口處,需要連續(xù)穩(wěn)定運行。

出入口快速道閘的啟落桿控制時間一般約為2 s,并具有雙向自鎖功能(即當(dāng)電動擋車裝置在啟停到位時,在外力的作用下不能使道閘上、下動作),道閘桿的表面具有反射光線的特性,可以在夜間清晰地看到。同時,它有多種控制方式,如手持遙控器、電動按鈕、內(nèi)部機械操縱桿和遠程電腦控制等。地感線圈需采用高耐磨防腐線,用于啟動攝像機抓拍和補抓拍,也可以實現(xiàn)道閘臂的防砸功能。

入口顯示器是停車場入口控制管理系統(tǒng)的重要組成部分,具有空車位顯示和發(fā)布廣告功能。背景補光燈主要用于在夜間或者光線昏暗的環(huán)境下,對攝像機的抓拍效果具有增強的功能,可以提高抓拍環(huán)境的亮度,并使畫面更清晰。一般情況,背景補光燈安裝在攝像機下方,使用“U”字形支架固定在攝像機立桿上。

2.2 出口控制管理系統(tǒng)

出口控制管理系統(tǒng)的主要設(shè)備包括卡口專用高速攝像機(主機)、卡口專用高速攝像機(輔機)、快速出口道閘、地感線圈、收費顯示器和背景補光燈等。當(dāng)用戶車輛準(zhǔn)備從停車場開出時,車輛信息識別系統(tǒng)將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心處理系統(tǒng),判斷該車輛是否已完成繳費支付或者是會員免費停車,從而決定是否打開出口道閘放行車輛。

收費顯示器一般安裝在停車場的出口處,以顯示該車輛的停車時間和實際應(yīng)收費金額等信息,為車主提供所需的停車收費信息。

2.3 無人自動收費系統(tǒng)(數(shù)據(jù)中心)

無人自動收費系統(tǒng)(數(shù)據(jù)中心)的主要設(shè)備包括免取卡管理系統(tǒng)軟件、狀態(tài)顯示設(shè)備、停車場云平臺接口服務(wù)、服務(wù)器和自助支付機等。

免取卡管理系統(tǒng)軟件安裝在控制中心服務(wù)器上,是收費管理人員直接交互的管理界面,支持IE6及以上瀏覽器,通過瀏覽器訪問服務(wù)器地址進行操作。它可以遠程控制出入口道閘的啟停,并可實時檢測電動擋車機構(gòu)的運行狀態(tài)，具有滿車位自動提醒功能,即當(dāng)停車場的停車位已滿,能夠自動在屏幕上顯示并提醒管理人員。

停車場云平臺是一個能夠?qū)崿F(xiàn)云充值和收費,各種停車信息資源共享的云停車平臺。停車場中的攝像機將不確定的車牌圖像發(fā)送到停車場云平臺的糾正系統(tǒng),在云中部署的多組視頻識別軟件將糾正圖片中的車牌號碼。徹底解決車牌識別不準(zhǔn)確的問題,為停車場的綜合管理和規(guī)劃提供更有力的保障,使視頻識別的準(zhǔn)確率接近100%。

系統(tǒng)服務(wù)器配備有免取卡收費系統(tǒng)軟件,用于接收和存儲停車場的車輛車牌、圖片和其它車輛信息。

自助支付機安裝在停車場的電梯出口或人員通道處,可實現(xiàn)車主自行支付停車費的功能,有效節(jié)省停車場管理費用。自助支付機還具有自助找車功能,車主可以通過自助支付機搜尋到自己的車輛停放的具體信息,如停放的位置、時間、應(yīng)支付費用等信息。

3 系統(tǒng)工作原理

3.1 車輛入場識別流程

當(dāng)車輛到達入口時,地感線圈檢測到信號,觸發(fā)主攝像機和輔攝像機抓拍,視頻車牌識別軟件自動識別車牌號，并且在屏幕上顯示。對于無法識別車牌的車輛,系統(tǒng)將車輛信息發(fā)送到停車場云平臺的糾正系統(tǒng)進行糾正處理,存儲糾正結(jié)果。入口道閘自動抬起,車主駕車進入停車場,確保車輛正常進入后,入口道閘自動落下,停車場自動收費管理系統(tǒng)開始對該車輛進行停車計時,車輛入場識別流程見圖2[3]。

圖2 車輛入場識別流程圖

3.2 車輛出場繳費流程

圖3 車輛出場繳費流程圖

當(dāng)車主準(zhǔn)備開車離開停車場時,可以通過自助支付機或微信公眾平臺自助支付。當(dāng)車輛行駛到停車場的出口時,出口智能車輛檢測器檢測到地感線圈的信號,從而觸發(fā)停車場出口處主攝像機和輔助攝像機進行抓拍。視頻識別軟件自動識別車牌號碼,停車費管理系統(tǒng)自動結(jié)算支付金額,并確定車輛是否支付了費用或是否為會員免費停車。如果是,則系統(tǒng)會自動控制出口道閘打開并放行車輛；如果否,則車主需要通過掃碼或者進入微信公眾平臺等方式進行支付,支付成功后車輛方可放行。對于無法識別車牌的車輛,管理中心人員可以手動抓拍并修改車牌、或者通過云平臺不同的算法重新識別。修正成功后,系統(tǒng)將自動結(jié)算車輛的支付金額。停車場管理人員還可以通過停車場監(jiān)控終端的監(jiān)控界面實時了解整個停車場的使用狀態(tài),車輛出場識別流程見圖3。

4 停車場系統(tǒng)設(shè)備配置

以某個停車場項目為例,該停車場設(shè)置在地下一層,共有停車位150個,系統(tǒng)為一進一出。根據(jù)停車場系統(tǒng)的整體設(shè)計進行配置,具體設(shè)備配置見表1[4]。

表1 停車場系統(tǒng)設(shè)備配置表

5 結(jié) 語

本文根據(jù)當(dāng)前“智慧城市”的建設(shè),在城市停車場系統(tǒng)建設(shè)與運用方面,針對我國傳統(tǒng)停車場系統(tǒng)存在的諸多弊端,設(shè)計了針對性的解決方案和詳細的設(shè)備配置。基于車牌識別的無人收費停車場系統(tǒng)建成后,使停車場的物業(yè)管理水平得到了提高,為車主提供了方便、快捷的停車服務(wù)。為了提高視頻識別技術(shù)能力,自動收費系統(tǒng)還引入了停車場云平臺控制,其具有集中的車牌號碼糾正功能,可以徹底解決車牌號識別不準(zhǔn)確的問題,它還可以實現(xiàn)停車信息的資源共享,可廣泛應(yīng)用于各類停車場。